MATERIALI E - cnr.it · MATERIALI E DISPOSITIVI PARTE B Istituti di prevista afferenza • Istituto...

MATERIALI E DISPOSITIVI PARTE B

Istituti di prevista afferenza

• Istituto per i Processi Chimico-Fisici • Istituto di Struttura della Materia • Centro di Responsabilità di Attività di Ricerca Scientifica - Ex Istituto Sperimentale dei Sistemi

Complessi • Centro di responsabilità scientifica INFM • Centro di responsabilità scientifica INOA

ISTITUTO PER I PROCESSI CHIMICO-FISICI Direttore: Dott. Massimo Martinelli Sede principale: Via Giuseppe Moruzzi, 1 - 56124 Pisa (PI) Articolazione territoriale: Sezione di Messina, Sezione di Bari Sito web dell'Istituto: www.ipcf.cnr.it Dipartimento di prevista afferenza Materiali e Dispositivi Missione

Attività di ricerca sia motivata da curiosità scientifica, che orientata alla valorizzazione e trasferimento tecnologico e alla formazione relativamente alle seguenti tematiche: sistemi atomici e molecolari, plasmi, radiazione; soft matter, materiali e sistemi complessi; metodologie innovative e applicazioni multidisciplinari. Attività di ricerca (2006) Commesse

• Fotonica degli Alti Campi • Processi molecolari e nanolavorazione • Interazione coerente di radiazione con atomi, molecole e superfici attraverso la progettazione e

sviluppo di nuove metodologie e sorgenti dall¿UV al millimetrico • Dinamica di plasmi e laser-plasmi • Dinamica dei processi atomici e molecolari • Mezzi d'indagine, tecnologie e nuove competenze • Strutture ad alta organizzazione gerarchica realizzate mediante approcci di tipo biologico e

chimico, per lo studio e la progettazione di materiali e sistemi ibridi di interesse fotochimico • Struttura e dinamica in sistemi autoorganizzati e cooperativi • Modellizzazione di proprietà e reattività di molecole biologiche e biomimetiche • Sistemi macromolecolari, polimeri e fluidi complessi Moduli

• Progettazione sviluppo e monitoraggio della rete CNR • Fotonica degli alti campi per la generazione di impulsi ultracorti di radiazione X e particelle di

alta energia • Sviluppo di laser a larga banda per studi strategici sulla fusione per confinamento inerziale • Produzione di raggi X da plasma tramite l'uso di radiazione FEL • Processi molecolari e nanolavorazione • Interazione coerente di radiazione con atomi, molecole e superfici attraverso la progettazione e

sviluppo di nuove metodologie e sorgenti dall'UV al millimetrico • Dinamica di plasmi e laser-plasmi • Dinamica dei processi atomici e molecolari • Mezzi d'indagine, tecnologie e nuove competenze • Strutture ad alta organizzazione gerarchica realizzate mediante approcci di tipo biologico e

chimico, per lo studio e la progettazione di materiali e sistemi ibridi di interesse fotochimico • Struttura e dinamica in sistemi autoorganizzati e cooperativi • Modellizzazione di proprietà e reattività di molecole biologiche e biomimetiche • Sistemi macromolecolari, polimeri e fluidi complessi

RSTL

• Algoritmi e modelli per l'emergenza di struttura nei plasmi non collisionali • Simulazione della crescita e delle proprieta' elettriche, ottiche, magnetiche, catalitiche di

nanoaggregati di metalli nobili e di transizione Attività Commesse Fotonica degli Alti Campi

Progetto: Componenti e sistemi fotonici Dipartimento: Materiali e Dispositivi Responsabile: GIZZI LEONIDA ANTONIO

Risultati conseguiti I principali risultati scientifici conseguiti nel 2006 sono stati oggetto, tra l'altro, delle seguenti pubblicazioni scientifiche: L.A. Gizzi et al., Phys. Rev. E, 74, 036403 (2006); A. Giulietti et al., Phys. Plasmas, 13, 093103 (2006); L. Labate et al., Appl. Phys. B, DOI 10.1007/s00340-006-2404-x (2006), G. Di Cocco et al., Advances in Space Research, 37(11), 2103-2107 (2006); A. Gamucci et al., Appl. Phys. B, DOI 10.1007/s00340-006-2268-0 (2006); T. Hosokai et al., Phys. Rev. E 73, 036407 (2006) e riguardano principalmente lo studio della propagazione di fasci laser in plasmi e dei meccanismi di accelarazione di elettroni relativistici nei plasmi laser e la generazione di radiazione X ad impulsi ultracorti. Prodotti della ricerca (2006)

Principali collaborazioni ATTIVITÀ INTERNAZIONALE Attualmente siamo coinvolti attivamente nelle seguenti attività internazionali: 1. Proposta di Design Study progetto HiPER "A European Proposal for a High Power Experimental Research Facility" (7° PQ); coordinatori di work-package. 2. Proposta COST "Short Wavelength sources"; appena approvata 3. Proposta di Design Study progetto "Extreme Light Infrastructure" (ELI) (7° PQ); coordinatori di workpackage 4. Collaborazione con CEA su "Electron Acceleration" nell'ambito di LASERLAB; Collaborazione di ampio respiro su tematiche riguardanti il "Laser Acceleration". Cfr. proposta ELI. 5. Collaborazione con Jena su "K-alpha X-ray sources" nell'ambito di LASERLAB; Collaborazione di ampio respiro su tematiche riguardanti il "Fast Ignitor". Cfr. proposta HiPER. 6. Rete internazionale COAST (Center of Advanced Science and Technology (COAST) Project) promosso dal JSPS (Japanese Society for the Promotion of Science).

Risorse umane e finanziarie

Anno risorse finanziarie

totali allocate di cui risorse

da terzi costi

figurativi valore

effettivo A B C D = A + C

2006 913 81 111 1024 Valori in migliaia di euro

personale equivalente tempo pieno

anno Brevetti Articoli ISI

Articoli non ISI

Articoli in atti di

Convegno Libri Rapporti Risultati

progettuali

Risultati di valorizzazione

applicativa Abstract Attività

editoriali

2006 0 10 0 0 5 0 0 0 30 0

ricercatori totale4 8

Ulteriori risorse umane che collaborano alla realizzazione delle attività Associato e incaricato di ricerca

Dottorando e specializzando Borsista Assegnista Professore

visitatore Collaboratore professionale Altro Totale

1 4 0 1 0 1 1 8 Principali risorse strumentali utilizzate Le risorse strumentali impiegate includono il sistema laser TiSa del laboratorio ILIL/IPCF recentemente potenziato nell'ambito della collaborazione al progetto PLASMON-X. L'attività sperimentale svolta nell'ambito dell'Iniziativa FP6 LASELAB si è basata presso il laboratorio SLIC di Saclay e presso l'IOQ dell'Università di Jena, dove sono presenti sistemi laser da 10 TW. Per i risultati relativi allo sviluppo delle capacità strumentali, si segnala: •Il completamento del potenziamento del sistema laser Titanio-Zaffiro per il raggiungimento della potenza di 2TW e della realizzazione della linea principale di trasporto del fascio nella camera sperimentale. Il potenziamento rientra nella collaborazione con l'INFN per il progetto PLASMON-X e la realizzazione della linea di trasporto del fascio è stato realizzato nell'ambito del progetto MIUR FISR "Impianti innovativi". •L'avvio della realizzazione dell'esperimento di OPCPA per l'amplificazione di impulsi a larga banda previsto nell'ambito del progetto MIUR-FIRB "Bliss". Processi molecolari e nanolavorazione

Progetto: Nanoscienze e nanotecnologie Dipartimento: Materiali e Dispositivi Responsabile: BASCHIERI PAOLO

Risultati conseguiti 1:Realizzazione di pattern ad alta risoluzione con LAO, per mezzo di nuove sonde schermate che eliminino artefatti dovuti a effetti capacitive fra leva e campione. 2: Realizzazione di pattern con nano-litografia "DIP-PEN". 3: Implementazione di un metodo semplificato per il calcolo del trasporto di carica che permetta di studiare le caratteristiche molecolari a prescindere dal contatto metallico. 4: Implementazione di un metodo di calcolo del trasporto di carica in singole molecole che vada oltre l'approssimazione mono-elettronica. 5: Caratterizzazione topografica e di proprietà fisiche (magnetiche, ecc.) di nanoparticelle di ossido di ferro e nanobarrette di ossido di titanio per mezzo di AFM e MFM. 6: Scansioni STM di superfici conduttrici aventi una dispersione di oggetti con proprietà paramagnetiche (ad esempio, nanoparticelle di ossido di ferro) per rivelazione di segnali ESR/STM. 7: Determinazione di proprietà dell'interfaccia fra molecole organiche coniugate e superfici dielettriche. 8: Realizzazione di FET organici ambipolari con emissione di luce. Prodotti della ricerca (2006)

Principali collaborazioni • Dr. P. Facci, INFM S3, Modena


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editoriali

2006 0 9 0 0 0 0 0 0 0 0

• Dr. P. Pingue, NEST INFM, Pisa • Prof C. Henry, Dr D. Pailharey, Dr M. Dayez CRMCN-CNRS, Francia • Prof. Y. Manassen, Ben Gurion Univ., Israele • Prof. G. Denti, Dip. Chim. e Biotecn. Agrarie, Univ. Pisa • Prof. I. Cacelli, Dip. Chim. e Chim. Ind., Univ. Pisa • Dr. M. Girlanda, Dip. Chim. e Chim. Ind., Univ. Pisa • Prof. M. Macucci, Dip. Ing. dell'Informazione, Univ. Pisa • Dr. P. Morales, ENEA Casaccia. • Dr. M. Muccini ISMN - CNR Bologna • Dr. L. Curri IPCF-CNR Bari • Prof. B. Samori, Dr. G.Zuccheri Univ. Bologna • Ing. Di Giacomo, La Micromega Srl Pisa • Ing. M. Sartore, Elbatech Srl Marciana • Dr. C. Cecconi, Dip. Fisica, Univ. Modena e Reggio • Dr. F. Quercioli, Dr. B. Tiribilli ISC CNR Firenze




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2 0 0 0 0 0 0 2 Principali risorse strumentali utilizzate 1)Nano-Woker (AFM per nanolitografie) Sistema completo per microscopia AFM con controller DSP e software di gestione fatti in casa, in grado di attuare diverse tecniche di nano-litografia (LAO, Dip Pen, Scratching) e nanomanipolazione in modo composito con le diverse modalita' di scansione (contatto, contatto intermittente, mappe di curve F/D ), sia al fine di realizzare specifiche litografie in maniera "intelligente", che per controllare in real time il risultato delle stesse. 2)Testa AFM (SMENA, NT-MDT) standalone, portacampione riscaldato fino a 150°C (in ambiente ad umidità controllata), accoppiata ad elettronica e software di gestione del NanoWorker ma senza posizionamento assoluto. 3) Milliscopio Sistema AFM adatto a grandi aree discansione fino a 1 millimetro quadro in 'x-y' e dinamica di 0.1 millimetro in 'z'. 4) STM/ESR. Sistema di microscopia a scansione a effetto tunnel accoppiato con spettrometro EPR per analisi di singolo spin su superfici conduttrici. 5) AFM Molecular Imaging. Sistema AFM commerciale per uso sia in aria che in liquido con tutte le più comuni modalità di lavoro (EFM, MFM, LFM, ecc.). 6) Microscopio ottico invertito (OLYMPUS) Abbinabile a testa AFM con sonda mobile (SMENA o MI) per investigazioni di materiali di tipo biologico.

Interazione coerente di radiazione con atomi, molecole e superfici attraverso la progettazione e sviluppo di nuove metodologie e sorgenti dall¿UV al millimetrico

Progetto: Sistemi ottici e quantistici con fotoni e atomi ultrafreddi Dipartimento: Materiali e Dispositivi Responsabile: GABBANINI CARLO

Risultati conseguiti Analisi del processo REMPI per la rivelazione selettiva degli stati vibrazionali di dimeri freddi di rubidio nello stato di tripletto. Misura di vite medie radiative e di sezioni d'urto di ionizzazione nell'IR di stati di Rydberg di Rb in MOT. Misura di righe d'assorbimento di CO2, parametri rotazionali B dello stato fondamentale ed eccitato di una banda overtone. Studio dell'aumento dell'effetto LIAD da polimero sotto campo ac con possibili applicazioni all'efficienza di lampade a fluorescenza. Coerenza in configurazione Hanle sulla seconda riga di risonanza del potassio, rivelando sia sul livello 5P che sul 4P popolato per cascata, con soppressione di luce scatterata. Misure della concentrazione di CO2 in ambiente urbano, valutazione dei tempi di rilassamento V-T in molecole semplici mediante l'analisi della dinamica temporale di impulsi optoacustici. Osservazione e caratterizzazione di nuove transizioni laser FIR di isotopomeri di metanolo. Studio di soluzione esatta della teoria del campo non simmetrico di Einstein e Schrödinger, con confinamento di cariche magnetiche. Attività divulgative tramite due mostre "Sperimentando sotto la Torre in Fisica e dintorni" con 9000 presenze. Prodotti della ricerca (2006)

Principali collaborazioni Dip.Fisica, Univ.Pisa Lab.Aimé Cotton, Orsay (Francia) University of Connecticut, Storrs, USA ENEA Frascati Dip.Fisica, Univ.Siena Institute of Electronics, Sofia (Bulgaria) Dep. Physics, Univ. Riga (Lituania) INFN sez.Pisa EGO Dip.Fisica, Univ.Pavia Astrophysikalisches Institut Potsdam (Germania)




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2006 0 8 0 3 3 0 2 0 7 0




2 0 0 0 2 2 0 6 Principali risorse strumentali utilizzate Laser ad argon e a coloranti continui, Laser a semiconduttori free running e a cavità esterna, laser a CO2 e FIR, laser YAG e Dye impulsati. Strumentazione per ottica (monocromatori, Lambda-meter, etc). Sistemi HV e UHV, celle di misura. Dinamica di plasmi e laser-plasmi

Progetto: Plasmi e sistemi atomici e molecolari per applicazioni innovative Dipartimento: Materiali e Dispositivi Responsabile: PALLESCHI VINCENZO

Risultati conseguiti Il Laboratorio è attivo da anni nel settore della spettroscopia atomica e molecolare. Nel corso del precedente triennio sono state migliorate le conoscenze nel campo dell'interazione laser-plasma, sono stati realizzati prototipi per strumentazione da campo e sviluppate metodologie di analisi innovative. Sono al momento determinate le condizioni affinché nelle colonne di plasma si producano solitoni di tipo KdV i quali sono stati simulati con un codice FCT sviluppato presso l'Istituto. Prodotti della ricerca (2006)

Principali collaborazioni Sono attive numerose collaborazioni con istituzioni italiane e straniere, sia nel settore della ricerca pubblica che nel privato. Alcune di queste collaborazioni sono state formalizzate sotto forma di accordi bilaterali.




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1 0 0 0 0 0 1 2


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2006 0 9 0 2 3 0 0 0 0 0

Principali risorse strumentali utilizzate Laser Spettrometri Spettrofotometri Sistemi LIBS Sistema micro-Raman Camera multispettrale Spettrofotometro Assorbimento Atomico Frame Camera Oscilloscopi veloci Un calcolatore parallelo Dinamica dei processi atomici e molecolari

Progetto: Plasmi e sistemi atomici e molecolari per applicazioni innovative Dipartimento: Materiali e Dispositivi Responsabile: CARRAVETTA VINCENZO

Risultati conseguiti Sono state sviluppate indagini scientifiche in collaborazione con diversi gruppi di ricerca, in particolare, con la commessa MD.P08.002 (IMIP-CNR). Quest'ultimo caso ha riguardato una indagine teorico-sperimentale sul decadimento Auger dello stato C1s->pi* di CO eccitato per collisione elettronica sia nello stato di spin di singoletto che in quello di tripletto. Le ricerche di tipo metodologico hanno portato allo sviluppo di algoritmi e programmi di calcolo per lo studio di processi di ionizzazione/eccitazione dei gusci interni e di valenza in diversi sistemi: da atomi, come per le alte risonanze di He, a biomolecole di grandi dimensioni. Gli studi applicativi hanno riguardato sia la simulazione con dinamica quantistica di reazioni elementari in fase gassosa come N+NO -> N2+O ed N+H2->NH+H su più superfici ed in presenza di interazioni di Renner Teller, che la modellizzazione della reattività di biomolecole, i trasferimenti protonici e le conversioni interne in basi del DNA. Nell' ambito della simulazione di spettroscopie con raggi X sono stati studiate piccole molecole in fase gassosa (CH3F, CO, amminoacidi) e molecole organiche e peptidi adsorbiti SU superfici (Cu, TiO2). Pubblicazioni su riviste JCR in corso di stampa A. Lami, M. Olivucci, F. Santoro Complex excited dynamics around a plateau on a retinal-like potential surface: chaos, multi-exponential decays and quantum/classical differences Theor. Chem. Acc., in press (2006) Giovanni Polzonetti, Chiara Battocchio, Monica Dettin, Roberta Gambaretto, Carlo Di Bello, Vincenzo Carravetta, Susanna Monti and Giovanna Iucci Combined XPS and NEXAFS investigation on the structures of two dipeptides ala-glu, ala-lys Materials Science and Engineering C, in press (2006) (in comune con la commessa MD.P08.005) O. Plekan, V. Feyer, R. Richter, M. Coreno, M. de Simone, K.C. Prince and V. An x-ray absorption study of glycine, methionine and proline J.Electron Spectrosc. Rel. Phen., in press R. Feifel, T. Tanaka, M. Hoshino, H. Tanaka, Y. Tamenori, V. Carravetta and K. Ueda

Quenching and restoring of the A2P cationic state in resonant Auger electron spectra of CO in the vicinity of the O1s ->p resonance Phys. Rev. A , in press Prodotti della ricerca (2006)

Principali collaborazioni TEORICHE:Olivucci (Univ. di Siena), Persico (Univ. di Pisa), H.Agren e Yi Luo(KTH di Stoccolma (Svezia)), K.Ruud (Univ. di Tromsoe (Norvegia)), S.K.Gray (Argonne National Laboratory (USA)), G.C.Schatz (Northwestern University (USA)), M. Gonzalez (Univ. di Barcellona (Spagna)), Jinlong Yang Hefei National Lab for Physics Sciences at Micro-scales , (University of Science and Technology of China)". SPERIMENTALI: Avaldi (commessa MD.P08.002 (IMIP-CNR)), Gerber (Univ. di Wuerzburg (Germania)), Polzonetti e Stefani (Univ. "Roma3" (Roma) e sincrotrone ELETTRA (Trieste)), M.N. Piancastelli e S. Svensson (Univ. di Uppsala e sincrotrone MAX-2(Svezia), K. Ueda (Univ. di Tohoku e sincrotrone SPring-8 (Giappone)).




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1 0 0 0 0 0 0 1


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2006 0 11 1 0 0 0 0 0 1 0

Principali risorse strumentali utilizzate Sono stati impiegati diversi programmi di calcolo della chimica computazionale sviluppati anche nell' ambito delle collaborazioni italiane e straniere della commessa, per calcoli di tipo : SCF (Self Consistent Field), CI e MRCI (interazione di configurazioni, MCSF (Multi Configuration Self Consistent Field), CC (Coupled Cluster), DFT (Density Functional Theory), funzione risposta (RPA. MCRPA), STEX (Static-Exchange Approximation), SCF e STEX relativistici, dinamica quantistica con pacchetti d'onda. I computer per il calcolo intensivo piu' specificatamente dedicati allo sviluppo della presente commessa sono stati: Cluster 16 unità Athlon biprocessore 2800MP, RAM DDR 2GB, 2 HD 120 GB M; Workstations: 4 Athlon biprocessori 2800MP, RAM DDR 1-2GB, 1-2 HD 80-120; 1 Pentium 4, RAM DDR 1-2GB, 2 HD 80-120 GB 3 DEC-alpha . Mezzi d'indagine, tecnologie e nuove competenze

Progetto: Sviluppo e applicazione di materiali organici e colloidali Dipartimento: Materiali e Dispositivi Responsabile: SALVETTI GIUSEPPE

Risultati conseguiti Nuove metodologie per: i) la determinazione e speciazione di arsenico in tracce in olii essenziali, vini, alghe marine e di mercurio a livello di ultratracce; la determinazione dei tioli e nitrosotioli in campioni di interesse biomedico; iii) lo studio della tensione superficiale di proteine in soluzione. Nuovi algoritmi e modelli per l'elettrochimica di: composti host-guest di ciclodestrine; decomposizione redox dei pesticidi inclusi nelle cavità molecolari di ciclodestrinee; due antiparassitari della s-triazine. Generazione chimica di composti volatili di metalli di transizione e metalloidi mediante reazione con borani. Realizzazione di un risuonatore ad onde millimetriche basato su di una struttura aperta sia assialmente che radialmente operante fra 80 GHz e 280 GHz. Metodo calorimetrico per l'autenticazione degli oil commestibili. Incremento conoscenze del "freezing on heating" di miscele ternarie e delle transizioni di fase in sistemi complessi. Prototipo di calorimetro a basso costo con elettronica di controllo della misura, per la didattica e le applicazioni industriali. Metodi e sistemi per la microscopia ottica a campo ristretto (confocale). 23 art. su riviste JCVR. Prodotti della ricerca (2006)

Principali collaborazioni La Commessa conta collaborazioni attive con almeno 60 realtà esterne, non elencabili in questo spazio, che fanno capo a Dipartimenti Universitari e Istituti di ricerca nazionali ed internazionali, Industrie, Piccole e Medie Imprese, Enti pubblici e privati.


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2006 4 20 0 3 3 1 0 0 4 0




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1 0 0 5 0 3 0 9 Principali risorse strumentali utilizzate Calorimetro Perkin-Elmer DDSC-7, Calorimetri multimodo differenziali MASC2 realizzati in IPCF. Multimetri di precisione, lock-in amplifiers. Rivelatore dinamico di tensione superficiale (Dynamic Surface Tension Detector-DSTD). Fluorescenza atomica. Apparecchiature di base e dispositivi riferiti alle microscopie ottiche a campo vasto e ristretto. Strumentazione ottica, elettronica e micro-meccanica di laboratorio. Apparecchiature di calcolo. Analizzatore di reti vettoriale ad onde millimetriche. Apparati criogenici. Sorgenti a microonde di potenza. Strutture ad alta organizzazione gerarchica realizzate mediante approcci di tipo biologico e chimico, per lo studio e la progettazione di materiali e sistemi ibridi di interesse fotochimico

Progetto: Sviluppo e applicazione di materiali organici e colloidali Dipartimento: Materiali e Dispositivi Responsabile: AGOSTIANO ANGELA

Risultati conseguiti Caratterizzazione strutturale e funzionale di supercomplessi fotosintetici e preparazione sistemi supramolecolari a base di pigmenti. Sviluppo di metodiche analitiche nella rivelazione di tossine. Immobilizzazione di proteine fotosintetiche per applicazioni biosensoristiche. Caratterizzazione chimico fisica del fotociclo dei batteri fotosintetici in sistemi biomimetici. Sviluppo di sistemi supramolecolari per applicazioni biomediche. Studi chimico fisici e biochimici delle interazioni metalli pesanti–sistemi e microrganismi fotosintetici anossigenici. Applicazioni biotecnologiche dei microrganismi fotosintetici anossigenici Ottimizzazione di strategie sintetiche per la preparazioni di nanocristalli colloidali. Organizzazione 2/3D di nanoparticelle. Preparazione e caratterizzazione di nanocompositi polimeri organici/ semiconduttori nanocristallini per micro e nanofabbricazione o applicazioni sensoristiche. Preparazione di eterogiunzioni ibride semiconduttori nanocristallini/ftalocianine per fotoconversione di energia. Fotocatalisi assistita da nanoparticelle di ossido e semiconduttori accoppiati o sistemi semiconduttore metallo nella fotodegradazione di composti organici in matrici acquose. Bioconiugazione di nanocristalli luminescenti per biolabelling.

Prodotti della ricerca (2006)

Principali collaborazioni Consiglio Nazionale delle Ricerche IPCF Messina IPCF Pisa IMM Lecce NNL Lecce IRSA Bari IC Bari ICCOM Bari ISPA Bari IMIP Bari ISMN Messina Ecoacque srl Giovinazzo (BA) Dipartimenti Università di Bari Fisica Chimica Biologia Geologia Agraria Dipartimenti Università di Lecce Scienza dei Materiali Ingegneria dell'Innovazione IBM Research Laboratory Ruschlikon Zurich- Switzerland CSEM Neuchatel - Switzerland SMCT University of Twente - The Neatherland CIDETEC, San Sebastian – Spain MRT Berlin Germany MIC Denmark Tyndall National Institute, Cork-Ireland EPFL Lausanne Switzerland Università di Szeged (Hu) Dipartimento di Biofisica (Università di Bologna) Dipartimento di Biologia Evoluzionistica e Sperimentale (Univ. di Bologna) Dipartimento di Chimica Inorganica, Chimica Analitica e Chimica Fisica Università di Messina


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editoriali

2006 0 15 1 22 2 0 0 0 3 0

Department of Chemistry and Biochemistry UCLA Biophysics & Nanoscience Centre, Università della Tuscia- Viterbo Botanisches Institut der Universitat – Munchen Glynn Laboratory UCL London Department of Biochemistry & Biophysics UIUC




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4 6 0 1 0 0 1 12 Principali risorse strumentali utilizzate Microscopio a Forza Atomica e a correnti di tunneling – Applicazioni nelle indagini morfologiche di nanomateriali, nanocompositi nell'ambito dello studio del self-assembly. Spettrofotomentro UV-VIS-NIR CARY 5000. Centrifuga Beckmann preparativa JA-20 e Ultracentrifuga Beckmann L-60 (corredate di rotori ad angolo fisso e a bracci oscillanti). Purificazione materiale biologico e separazione materiale inorganico. French Press per frazionamento meccanico di cellule batteriche. Differential Scanning Calorimeter. Sistema home-build pump-and-probe per fotochimica di sistemi proteici. Spin Coater Spettrofotometro Cary 3 DIFFUSE REFLENCTANCE SPHERE LASER Nd:YAG N. 2 cappe a flusso laminare verticale per colture cellulari e manipolazione di materiali in assenza di polvere.

Struttura e dinamica in sistemi autoorganizzati e cooperativi

Progetto: Sviluppo e applicazione di materiali organici e colloidali Dipartimento: Materiali e Dispositivi Responsabile: PINZINO CALOGERO

Risultati conseguiti Studio della dinamica rilassamento in fase vetrosa di materiali di interesse farmaceutico al fine di determinare la stabilità nel tempo nella fase amorfa. Studio delle condizioni termodinamiche di formazione di clatrati idrati (forme cristalline dell'acqua capaci di immagazzinare anche metano o idrogeno, attualmente di largo interesse per sorgenti geologiche di metano e per lo stoccagghio di idrogeno). È progredita l'indagine sulla interferenza tra le componenti di una banda di assorbimento dovuta sia ad elevati campi Stark (Stark coupling) che alle forze intermolecolari (collisional coupling). È stato sviluppato per molecole semplici un modello di calcolo del rilassamento collisionale degli spettri di gas che evita le approssimazioni semiclassiche nei gradi di libertà traslazionali. Misure accurate di frequenza nel lontano infrarosso con rivelazione eterodina del segnale di battimento generato in un diodo non lineare. tra un laser FIR ed una adeguata sorgente di riferimento. Misure di "spin trapping" e "spin probing" EPR per l'indagine della produzione di radicali superossido e idrossile e delle variazioni di fluidità di membrane tilacoidali di Posidonia Oceanica. Tecniche di spettroscopia NMR ed EPR a stato solido e in soluzione sono state impiegate per caratterizzare la distribuzione della densità elettronica e la geometria di coordinazione di ioni di metalli di transizione in complessi metallo-organici. E' proseguita l'indagine delle dinamiche molecolari rapide in polimeri in una largo intervallo di temperature al di sopra e al di sotto della transizione alla fase vetrosa mediante EPR ad alto campo in multifrequenza. E' stata dimostrata e quantificata sperimentalmente la sensibilita degli shifts dinamici delle righe di HF-EPR in studio alla dinamica rotazionala di spin probes inseriti in materiali polimerici. E' stato in particolare determinato che la reorientazione in vetri disordinati può avvenire via moti diffusionali piuttosto che a grandi salti angolari. E' stata eseguita una caratterizzazione delle proprietà dielettriche e strutturali di materiali ceramici innovativi mediante tecniche elettromagnetiche ad onda millimetrica basate su risuonatori whispering gallery, in un intervallo di temperature da quella ambiente all'elio liquido. Tali tecniche hanno in particolare permesso di determinare i processi di sintesi in grado di minimizzare sia le perdite dielettriche che il disordine strutturale del materiale ceramico. I risuonatori metallici a struttura aperta di tipo non radiativo sono stati impiegati con successo nelle spettroscopie EPR in banda W. Sono stati in particolare determinati gli spettri di eco di spin e di ELDOR-detected NMR in campioni di calcium-formiate, soluzioni di copper-porphirin, e in sali di AgCl drogati con Rodio. Misure di EPR in multifrequenza su campioni di travertini hanno permesso di studiare i meccanismi di diagenesi di queste rocce, e dimostrare che essi sono essenzialmente determinati dall'azione di batteri calcificanti. Prodotti della ricerca (2006)

Principali collaborazioni ICTP/CNR, Pozzuoli (NA);McMaster University, Dept Mat Sci & Engn, Hamilton, Canada;Consorzio INSTM – Firenze; Grenoble High Magnetic Field Laboratory - Grenoble, Francia; School of Physics and Astronomy - St. Andrews, UK; Nijmegen High Field Magnets Laboratory - Nijmegen Paesi Bassi; National Institute of materials Physics - Bucharest Romania; Leiden Institute of Physics - Leiden, Paesi Bassi; Technical University of Budapest, Dpt Experimental Physiscs, ESR Lab, Budapest, Ungheria; KYOKUGEN Institute, Osaka University, Toyonaka, Osaka, 560-8531, Japan;Dipartimento di Chimica, Università di Firenze; Dipartimento di Scienze della terra, Università di Firenze; Dipartimento di Fisica – Università di Pisa; Thomas Keating Ltd, Station Mills, Billingshurst West


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editoriali

2006 0 25 0 0 2 2 0 0 6 0

Sussex. UK; Dipartimento di Fisica, Università di Bucharest, Magurele, Romania; Dipartimento di Chimica e Chimica Industriale, Università degli Studi di Pisa;Dipartimento di Chimica Agraria, Università degli Studi di Pisa; Dipartimento di chimica e biotecnologie agrarie, Università degli Studi di Pisa; Dipartimento di Scienze Botaniche, Università degli Studi di Pisa; Botaniche, Università degli Studi di Pisa; AB millimetre, Parigi, Francia; Dipartimenti di Chimica - Universita' di Napoli 'Federico II' Napoli; Dipartimento di Scienze della Terra, Università di Firenze; Museo di Storia Naturale, Università di Firenze;




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4 1 0 0 7 1 5 18 Principali risorse strumentali utilizzate 1) Spettrometro EPR ad alto campo dotato di magnete a superconduttore 12 Tesla, sistema quasi ottico, diverse teste di misura, sorgente a stato solido 95, 190, 285 GHz, Rivelatori bolometrici. 2) Spettrometro EPR Varian E-112, equipaggiato con misuratore di frequenza, stabilizzatore di frequenza e campo, sistema di controllo computerizzato costruito in casa e implementazioni per risonanze multiple. Usato per tecniche avanzate di CW EPR, ENDOR, LOMENDOR, Pulsed LODESER e ENDOR nelle frequenze della banda X in un range di temperature da 4K a 450K . 3) Spettrometro EPR ADANI PS100.X, usato per dosimetria, routine e didattica in un range di temperature da 77K a 300K. 4) Spettrometro NMR Bruker AMX300 WB, equipaggiato con con tre probe ad alta risoluzione (un selettivo 1H, un riverse multinucleare e un multinucleare da 10mm) e un probe multinucleare per esperimenti CPMAS e MAS disaccopiato ad alta potenza con rotore da 4mm. Usato per spettri ad alta risoluzione di fasi liquido cristalline e isotrope e per registrare spettri MAS e CPMAS in solidi. 5) Spettrometro di fluorescenza ISS-GREG 200. 6) Analizzatore Vettoriale di Reti alle onde Millimetriche (8 – 1000 GHz). Modellizzazione di proprietà e reattività di molecole biologiche e biomimetiche

Progetto: Sviluppo e applicazione di materiali organici e colloidali Dipartimento: Materiali e Dispositivi Responsabile: SANTORO FABRIZIO

Risultati conseguiti Abbiamo portato avanti diversi filoni di ricerca focalizzati su: dinamica di reazioni ultraveloci, regioselettività e stereoselettività in reazioni organiche, adsorbimento su superfici metalliche e clusters, drug-design, risposta lineare e non lineare alla radiazione elettromagnetica, spettroscopia teorica, e polimeri ad imprinting molecolare. Abbiamo quindi coperto un vasto campo d'indagine coniugando sviluppi metodologici, sfociati in nuovi metodi teorici, codici di calcolo e messa a punto di nuove strategie computazionali, con aspetti più applicativi. Gli sviluppi metodologici, ad esempio

sulla modellizzazione del dicroismo circolare a due fotoni e il calcolo delle birifrangenze molecolari, sono stati testati su sistemi anche di piccole dimensioni, mentre gli studi applicativi, rivolti a sistemi di diretto interesse biologico, hanno riguardato reattività e interazioni di molecole biologicamente attive, trasferimenti protonici e conversioni interne in basi del DNA, adsorbimento di oligopeptidi su superfici metalliche, previsione dell'outcome di reazioni con catalizzatori omogenei, e specificità del riconoscimento molecolare nei siti di attacco di polimeri di sintesi. Prodotti della ricerca (2006)

Principali collaborazioni Università di Aarhus (Danimarca), Torun e Wroclaw (Polonia), Barcelona, Santiago de Compostela e Valencia (Spagna), Karlsruhe, Mainz e Wuerzburg (Germania), Toledo (Ohio-USA), Venda (Sud Africa), Oslo (Norvegia), Toulouse (Francia), Pisa, Trieste, Napoli, Salerno, Roma, Roma 3, Padova, Siena, Bologna, Modena e Reggio Emilia. Inoltre: KHT (Stoccolma, Svezia), CNR (IBB-Napoli), Menarini Ricerche Spa (Firenze e Pomezia), SISSA (Trieste), Sincrotrone Elettra (Trieste).




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1 0 1 0 0 0 0 2 Principali risorse strumentali utilizzate Computer ad alte prestazioni del centro di calcolo dell'IPCF, per calcoli scalari e paralleli. In particolare abbiamo utilizzato: Cluster Hydra 16 unità: A) Athlon biprocessore 2800MP, RAM DDR 2GB, 2 HD 120 GB M; acquisito nel 2003 B) Cluster WAM 5 unità: Dual Opteron Dual core 265, RAM 4GB, 2 HD 160 GB; acquisito nel dicembre 2005 ; C) 6 Athlon biprocessori 2800MP, RAM DDR 1-2GB, 1-2 HD 80-120; acquisiti nel 2003-2005; 2 Pentium 4, RAM DDR 1-2GB, 2 HD 80-120 GB acquisiti nel 2003-2005 ; 3 DEC-alpha acquisiti 1999-2001


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2006 0 22 0 0 1 0 0 0 5 0

Sistemi macromolecolari, polimeri e fluidi complessi

Progetto: Sviluppo e applicazione di materiali organici e colloidali Dipartimento: Materiali e Dispositivi Responsabile: VASI CIRINO SALVATORE

Risultati conseguiti Studio di processi irreversibili che, in condizioni di non equilibrio, inducono fenomeni aggregativi risultanti in una larga variabilità di scala delle strutture. Drug delivery sensibili al Ph e capaci di riconoscere specifiche proteine. Formazione di nanorod di lunghezza e chiralità controllata costituiti da aggregati j di porfirina. Costruzione di sistemi antenna mediante interazioni supramoleculari di porfirina e Bacterofagi. Determinazione di coefficienti fenomenologici e di stato in materiali polimerici. Relazione tra transizione vetrosa ed anomalie acustiche e termiche a basse temperature in vetri. Avanzamento nelle conoscenze su proprietà di confinamento elettronico e fononico in nanostrutture e sull'interazione luce-materia su scala nanometrica. Realizzazione di nanoparticelle metalliche(2-100 nm) con dimensioni nanometriche e caratterizzazione delle loro proprietà ottiche. Studio di sali liquidi a temperatura ambiente. Sviluppo di un sistema di pinzette ottiche multiple mediante time- sharing basato su specchi galvanici controllati da computer. Sviluppo di SNOM apertureless. Sviluppo di strumentazione e software presso la linea NIMROD ad ISIS (UK). Prodotti della ricerca (2006)

Principali collaborazioni CNR-IMM Catania; CNR-ICB Catania; CNR-ICTP Catania; G.I.N.T. - INFN Napoli; Fismed-INFM Milano; Lycril-INFM Cosenza; Institut Laue-Langevin (ILL), Grenoble, France; Laboratoire Léon Brillouin (LLB), Saclay, France; CRLC-RAL Chilton UK; HMI-BENSC Berlino Germania; Università di Messina: Dipartimento di Fisica; Università di Messina: Dipartimento di Chimica Inorganica Chimica Analitica e Chimica Fisica; Università di Pisa: Dipartimento di Fisica; Università di Messina: Facoltà di Medicina; Università di Messina: Dipartimento Farmaco-Chimico; Department Molecular Biology. Univ. Salzburg; Department of Physics, Adam Mickiewicz University Polonia; Instituto de Estructura de la Materia, CSIC Madrid Spain; Department of Engineering, Cambridge University UK; Department of Physics and Astronomy University College London UK.




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2006 0 32 1 1 3 1 0 0 20 0

personale equivalente tempo pienoricercatori totale

22 28




4 1 0 0 0 0 0 5 Principali risorse strumentali utilizzate Sistema di Spettroscopia ad alta risoluzione DMDP2000. Strumento per Spettroscopia meccanica dinamica. Sistema laser impulsato (2ps 82MHz), costituito da mode locked, cavity dumper e dye laser sincrono (Spectra Physics), Sistema per laser ablation costituito da Laser Nd:Yag Q-Switched (Quanta Ray) con cristallo per la generazione di armoniche fino alla IV. Sistema per scattering di luce in angolo. Sistema per fluorescenza risolta in tempo. Micro Raman. Micro FTIR. Spettroscopia Exafs e neutronica. Sistema per pinzette ottiche. Microscopia a sonda. Attività Moduli Progettazione sviluppo e monitoraggio della rete CNR

Commessa: Progettazione sviluppo e monitoraggio della rete CNR Progetto: Internet di prossima generazione Dipartimento: ICT Responsabile: PRINCI PIETRO

Risultati conseguiti I risultati dell'attività consistono nella realizzazione di due sistemi software per il controllo ed il monitoraggio del traffico di rete. Il primo sistema consiste in una procedura, per sistema operativo Windows, che consente di realizzare un matrix di monitoraggio e misura delle prestazioni multicast di una rete IPv4/IPv6. Tale sistema, realizzato anche su sollecitazione e con la collaborazione della sede centrale del GARR, è attualmente operativo ed è stato testato da tutti gli APM GARR che partecipano alla sperimentazione IP-Multicast. Il secondo sistema consiste in un package Windows che, attraverso una serie di collettori di raccolta dati di monitoraggio (Snort, Netflow, http, Radius, syslog) popolano una base dati relazionale (RDBMS). I dati di log, opportunamente strutturati e memorizzati in tempo reale dai collettori nel SQL server, vengono resi disponibili alla consultazione tramite un'altra serie di programmi web-oriented. Questo sistema rappresenta un significativo risultato di integrazione ed unificazione dei sistemi di controllo del traffico di rete GARR su un'unica piattaforma consultabile via browser (Firefox o IE6). Prodotti della ricerca (2006)

Principali collaborazioni Consortium GARR: sezione NOC di Roma. Università di Messina: Centro di Calcolo e Sezione GARR dell'Università di Messina.


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2006 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0




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0 0 0 0 0 0 0 0 Fotonica degli alti campi per la generazione di impulsi ultracorti di radiazione X e particelle di alta energia

Commessa: Fotonica degli Alti Campi Progetto: Componenti e sistemi fotonici Dipartimento: Materiali e Dispositivi Responsabile: GIZZI LEONIDA ANTONIO

Risultati conseguiti I principali risultati scientifici conseguiti nel 2006 sono stati oggetto, tra l'altro, delle seguenti pubblicazioni scientifiche: L.A. Gizzi et al., Phys. Rev. E, 74, 036403 (2006); A. Giulietti et al., Phys. Plasmas, 13, 093103 (2006); L. Labate et al., Appl. Phys. B, DOI 10.1007/s00340-006-2404-x (2006), G. Di Cocco et al., Advances in Space Research, 37(11), 2103-2107 (2006); A. Gamucci et al., Appl. Phys. B, DOI 10.1007/s00340-006-2268-0 (2006); T. Hosokai et al., Phys. Rev. E 73, 036407 (2006) e riguardano principalmente lo studio della propagazione di fasci laser in plasmi e dei meccanismi di accelarazione di elettroni relativistici nei plasmi laser e la generazione di radiazione X ad impulsi ultracorti. Prodotti della ricerca (2006)

Principali collaborazioni ATTIVITÀ INTERNAZIONALE Attualmente siamo coinvolti attivamente nelle seguenti attività internazionali: 1. Proposta di Design Study progetto HiPER "A European Proposal for a High Power Experimental Research Facility" (7° PQ); coordinatori di work-package. 2. Proposta COST "Short Wavelength sources"; appena approvata 3. Proposta di Design Study progetto "Extreme Light Infrastructure" (ELI) (7° PQ); coordinatori di workpackage 4. Collaborazione con CEA su "Electron Acceleration" nell'ambito di LASERLAB; Collaborazione di ampio respiro su tematiche riguardanti il "Laser Acceleration". Cfr. proposta ELI. 5. Collaborazione con Jena su "K-alpha X-ray sources" nell'ambito di LASERLAB; Collaborazione di ampio respiro su tematiche riguardanti il "Fast Ignitor". Cfr. proposta HiPER.


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2006 0 5 0 0 3 0 0 0 15 0

6. Rete internazionale COAST (Center of Advanced Science and Technology (COAST) Project) promosso dal JSPS (Japanese Society for the Promotion of Science).




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1 3 0 1 0 0 0 5 Sviluppo di laser a larga banda per studi strategici sulla fusione per confinamento inerziale

Commessa: Fotonica degli Alti Campi Progetto: Componenti e sistemi fotonici Dipartimento: Materiali e Dispositivi Responsabile: GIULIETTI ANTONIO

Risultati conseguiti Caratterizzazione del sistema laser esistente. Amplificazione parametrica ad alto guadagno. Filtro spaziale sotto vuoto. Duplicazione in frequenza di impulsi di alta potenza. Codici numerici per la progettazione di sistemi laser complessi. Pubblicazioni Formazione di giovani ricercatori Seminari Partecipazione a congressi Coordinamento nazionale delle unità operative Prodotti della ricerca (2006)

Principali collaborazioni INTERNE AL PROGETTO: Università degli studi di Roma "La Sapienza" - Dip. Energetica Università degli studi di Milano-Bicocca - Dip. Fisica Università degli studi di Pisa - Dip. Fisica Università degli studi di Roma "Tor Vergata" - Dip. Scienze e Tecnologie Fisiche ed Energetiche ESTERNE: Central Laser Facility presso il Rutherford Appleton Laboratory (UK)


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2006 0 5 0 0 2 0 0 0 15 0

(anche nella preparazione del progetto europeo HiPER) SLIC facility presso il CEA di Saclay (Francia)




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0 1 0 0 0 1 1 3 Produzione di raggi X da plasma tramite l'uso di radiazione FEL

Commessa: Fotonica a raggi X Progetto: Componenti e sistemi fotonici Dipartimento: Materiali e Dispositivi Responsabile: GIZZI LEONIDA ANTONIO

Risultati conseguiti sono state effettuate misure di imaging monocromatico in radiazione X tramite l'impiego della tecnica di singolo fotone; Prodotti della ricerca (2006)

Principali collaborazioni Lo studio è stato svolto in collaborazione con l'Istituto di ottica ed elettronica quantistica dell'università di Jena (Germania)




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2006 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0




0 1 0 0 0 0 0 1 Processi molecolari e nanolavorazione

Commessa: Processi molecolari e nanolavorazione Progetto: Nanoscienze e nanotecnologie Dipartimento: Materiali e Dispositivi Responsabile: BASCHIERI PAOLO

Risultati conseguiti Pubblicazioni: Pingue P., Piazza V., Baschieri P., Ascoli C., Menozzi C., Alessandrini A., Facci P Appl. Phys. Lett. 88, 043510 (2006) R. Capelli, F. Dinelli, M. A. Loi, M. Murgia, M. Muccini, , Journal of Physics - Condensed Matter, 18, S2127 (2006) F. Dinelli, R. Capelli, M. A. Loi, M. Murgia, M. Muccini, A. Facchetti, T. Marks, , Advanced Materials, 18, 1416 (2006) J.-F. Moulin, F. Dinelli, C. Albonetti, R. Khsirsagar, M. Massi, F. Biscarini, Nuc. Instr. Meth. Phys. Res., 246, 122 (2006) F. Dinelli F , J.-F. Moulin, M. A. Loi, E. Da Como, M. Massi,M. Murgia, M. Muccini, F. Biscarini, J. Wie, P. Kingshott, , J. Phys. Chem. B, 110, 258 (2006) Tikhomirov O, Labardi M., Ascoli C., Allegrini M., Lebrun L, Appl. Phys. Lett. 88, 152910 (2006) Tikhomirov O, Labardi M., Ascoli C., Allegrini M., Galassi C Solid State Commun. 138, 60-63 (2006): Prodotti della ricerca (2006)

Principali collaborazioni • Dr. P. Facci, INFM S3, Modena • Dr. P. Pingue, NEST INFM, Pisa • Prof C.Henry, Dr D.Pailharey, Dr M.Dayez CRMCN-CNRS, Francia • Prof. Y. Manassen, Ben Gurion Univ., Israele • Prof. G. Denti, Dip. Chim. e Biotecn. Agrarie, Univ. Pisa • Prof. I. Cacelli, Dip. Chim. e Chim. Ind., Univ. Pisa • Dr. M. Girlanda, Dip. Chim. e Chim. Ind., Univ. Pisa • Prof. M. Macucci, Dip. Ing. dell'Informazione, Univ. Pisa • Dr. P. Morales, ENEA Casaccia. • Dr. M. Muccini ISMN - CNR Bologna • Dr. L. Curri IPCF-CNR Bari • Prof. B.Samori, Dr. G.Zuccheri Univ. Bologna • Ing. Di Giacomo, La Micromega Srl Pisa • Ing.Sartore, Elbatech Srl Marciana • Dr. C. Cecconi, Dip. Fisica, Univ. Modena e Reggio • Dr. F.Quercioli, Dr. B.Tiribilli ISC CNR Firenze


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2006 0 9 0 0 0 0 0 0 0 0




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2 0 0 0 0 0 0 2 Interazione coerente di radiazione con atomi, molecole e superfici attraverso la progettazione e sviluppo di nuove metodologie e sorgenti dall'UV al millimetrico

Commessa: Interazione coerente di radiazione con atomi, molecole e superfici attraverso la progettazione e sviluppo di nuove metodologie e sorgenti dall¿UV al millimetrico

Progetto: Sistemi ottici e quantistici con fotoni e atomi ultrafreddi Dipartimento: Materiali e Dispositivi Responsabile: GABBANINI CARLO

Risultati conseguiti Articoli: J.Lozeille, A.Fioretti, C.Gabbanini, Y.Huang, H.K.Pechkis, D.Wang, P.L.Gould, E.E.Eyler, W.C.Stwalley, M.Aymar and O.Dulieu, Eur.Phys.J.D 39, 261 (2006) C.Gabbanini, Spectrochim.Acta Part B: At. Spectr. 61, 196 (2006) S.Marchetti and R.Simili, Opt.Commun. 262, 87 (2006) S.Marchetti and R.Simili, Inf.Phys.&Techn. 47, 263 (2006) S.Marchetti and R.Simili, Inf.Phys.&Techn. 48, 115 (2006) S.Antoci, D.E.Liebscher and L.Mihich, Gen.Relat. and Grav. 38, 15 (2006) G.Carelli, A.De Michele and A.Moretti,IEEE J.Quantum Electr. 42, 378(2006) A.De Michele, G.Carelli, A.Moretti and G.Moruzzi,Appl.Phys.B 83, 495(2006) Capitoli di libro: S. Antoci, D.E. Liebscher, "Reinstating Schwarzschild's original manifold and its singularity" in: "General Relativity Research Trends", Albert Reimer ed., pp. 177-213, Nova Science Publishers, New York (2006). Libri: N.Ioli e F.Riccioni, "Collezione di giochi ed esperimenti della Ludoteca scientifica", Felici Editore (2006), ISBN 88-6019-093-2. Mostre: Ludoteca scientifica, Sperimentando sotto la Torre in Fisica e dintorni, Pisa Ludoteca scientifica, Sperimentando sotto la Torre in Fisica e dintorni, S.Maria a Monte. Prodotti della ricerca (2006)


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2006 0 8 0 3 3 0 2 0 7 0

Principali collaborazioni Dip.Fisica, Univ.Pisa Lab.Aimé Cotton, Orsay (Francia) University of Connecticut, Storrs, USA ENEA Frascati Dip.Fisica, Univ.Siena Institute of Electronics, Sofia (Bulgaria) Dep. Physics, Univ. Riga (Lituania) INFN sez.Pisa EGO Dip.Fisica, Univ.Pavia Astrophysikalisches Institut Potsdam (Germania)




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2 0 0 0 2 2 0 6 Dinamica di plasmi e laser-plasmi

Commessa: Dinamica di plasmi e laser-plasmi Progetto: Plasmi e sistemi atomici e molecolari per applicazioni innovative Dipartimento: Materiali e Dispositivi Responsabile: PALLESCHI VINCENZO

Risultati conseguiti Pubblicazioni Prototipi Prodotti della ricerca (2006)

Principali collaborazioni Sono attive numerose collaborazioni con istituzioni italiane e straniere, sia nel settore della ricerca pubblica che nel privato. Alcune di queste collaborazioni sono state formalizzate sotto forma di accordi bilaterali.


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2006 0 9 0 2 3 0 0 0 0 0




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1 0 0 0 0 0 1 2 Dinamica dei processi atomici e molecolari

Commessa: Dinamica dei processi atomici e molecolari Progetto: Plasmi e sistemi atomici e molecolari per applicazioni innovative Dipartimento: Materiali e Dispositivi Responsabile: CARRAVETTA VINCENZO

Risultati conseguiti Sono state sviluppate indagini scientifiche in collaborazione con diversi gruppi di ricerca, in particolare, con la commessa MD.P08.002 (IMIP-CNR). Quest'ultimo caso ha riguardato una indagine teorico-sperimentale sul decadimento Auger dello stato C1s->pi* di CO eccitato per collisione elettronica sia nello stato di spin di singoletto che in quello di tripletto. Le ricerche di tipo metodologico hanno portato allo sviluppo di algoritmi e programmi di calcolo per lo studio di processi di ionizzazione/eccitazione dei gusci interni e di valenza in diversi sistemi: da atomi, come per le alte risonanze di He, a biomolecole di grandi dimensioni. Gli studi applicativi hanno riguardato sia la simulazione con dinamica quantistica di reazioni elementari in fase gassosa come N+NO -> N2+O ed N+H2->NH+H su più superfici ed in presenza di interazioni di Renner Teller, che la modellizzazione della reattività di biomolecole, i trasferimenti protonici e le conversioni interne in basi del DNA. Nell' ambito della simulazione di spettroscopie con raggi X sono stati studiate piccole molecole in fase gassosa (CH3F, CO, amminoacidi) e molecole organiche e peptidi adsorbiti SU superfici (Cu, TiO2). Pubblicazioni su riviste JCR in corso di stampa A. Lami, M. Olivucci, F. Santoro Complex excited dynamics around a plateau on a retinal-like potential surface: chaos, multi-exponential decays and quantum/classical differences Theor. Chem. Acc., in press (2006) Giovanni Polzonetti, Chiara Battocchio, Monica Dettin, Roberta Gambaretto, Carlo Di Bello, Vincenzo Carravetta, Susanna Monti and Giovanna Iucci Combined XPS and NEXAFS investigation on the structures of two dipeptides ala-glu, ala-lys Materials Science and Engineering C, in press (2006) (in comune con la commessa MD.P08.005) O. Plekan, V. Feyer, R. Richter, M. Coreno, M. de Simone, K.C. Prince and V. An x-ray absorption study of glycine, methionine and proline

J.Electron Spectrosc. Rel. Phen., in press R. Feifel, T. Tanaka, M. Hoshino, H. Tanaka, Y. Tamenori, V. Carravetta and K. Ueda Quenching and restoring of the A2P cationic state in resonant Auger electron spectra of CO in the vicinity of the O1s ->p resonance Phys. Rev. A , in press Prodotti della ricerca (2006)

Principali collaborazioni TEORICHE:Olivucci (Univ. di Siena), Persico (Univ. di Pisa), H.Agren e Yi Luo(KTH di Stoccolma (Svezia)), K.Ruud (Univ. di Tromsoe (Norvegia)), S.K.Gray (Argonne National Laboratory (USA)), G.C.Schatz (Northwestern University (USA)), M. Gonzalez (Univ. di Barcellona (Spagna)), Jinlong Yang Hefei National Lab for Physics Sciences at Micro-scales , (University of Science and Technology of China)". SPERIMENTALI: Avaldi (commessa MD.P08.002 (IMIP-CNR)), Gerber (Univ. di Wuerzburg (Germania)), Polzonetti e Stefani (Univ. "Roma3" (Roma) e sincrotrone ELETTRA (Trieste)), M.N. Piancastelli e S. Svensson (Univ. di Uppsala e sincrotrone MAX-2(Svezia), K. Ueda (Univ. di Tohoku e sincrotrone SPring-8 (Giappone)).




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1 0 0 0 0 0 0 1 Mezzi d'indagine, tecnologie e nuove competenze

Commessa: Mezzi d'indagine, tecnologie e nuove competenze Progetto: Sviluppo e applicazione di materiali organici e colloidali Dipartimento: Materiali e Dispositivi Responsabile: SALVETTI GIUSEPPE

Risultati conseguiti Nuove metodologie per: i) la determinazione e speciazione di arsenico in tracce in olii essenziali, vini, alghe marine e di mercurio a livello di ultratracce; la determinazione dei tioli e nitrosotioli in campioni di interesse biomedico; iii) lo studio della tensione superficiale di proteine in soluzione. Nuovi algoritmi e modelli per l'elettrochimica di: composti host-guest di ciclodestrine;


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2006 0 11 1 0 0 0 0 0 1 0

decomposizione redox dei pesticidi inclusi nelle cavità molecolari di ciclodestrinee; due antiparassitari della s-triazine. Generazione chimica di composti volatili di metalli di transizione e metalloidi mediante reazione con borani. Realizzazione di un risuonatore ad onde millimetriche basato su di una struttura aperta sia assialmente che radialmente operante fra 80 GHz e 280 GHz. Metodo calorimetrico per l'autenticazione degli oli commestibili. Incremento conoscenze del "freezing on heating" di miscele ternarie e delle transizioni di fase in sistemi complessi. Prototipo di calorimetro a basso costo con elettronica di controllo della misura, per la didattica e le applicazioni industriali. Metodi e sistemi per la microscopia ottica a campo ristretto (confocale). 23 art. su riviste JCVR. Prodotti della ricerca (2006)

Principali collaborazioni La Commessa conta collaborazioni attive con almeno 60 realtà esterne, non elencabili in questo spazio, che fanno capo a Dipartimenti Universitari e Istituti di ricerca nazionali ed internazionali, Industrie, Piccole e Medie Imprese, Enti pubblici e privati.




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1 0 0 5 0 3 0 9 Strutture ad alta organizzazione gerarchica realizzate mediante approcci di tipo biologico e chimico, per lo studio e la progettazione di materiali e sistemi ibridi di interesse fotochimico

Commessa: Strutture ad alta organizzazione gerarchica realizzate mediante approcci di tipo biologico e chimico, per lo studio e la progettazione di materiali e sistemi ibridi di interesse fotochimico

Progetto: Sviluppo e applicazione di materiali organici e colloidali Dipartimento: Materiali e Dispositivi Responsabile: AGOSTIANO ANGELA

Risultati conseguiti Microscopio a Forza Atomica e a correnti di tunneling – Applicazioni nelle indagini morfologiche di nanomateriali, nanocompositi nell'ambito dello studio del self-assembly. Spettrofotomentro UV-VIS-NIR CARY 5000.


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2006 4 20 0 3 3 1 0 0 4 0

Ultracentrifuga Beckmann con rotori al titanio (ad angolo fisso e a bracci oscillanti). Purificazione materiale biologico e separazione materiale inorganico. Differential Scanning Calorimeter. Sistema home-build pump-and-probe per fotochimica di sistemi proteici Spin Coater Spettrofotometro Cary 3 DIFFUSE REFLENCTANCE SPHERE LASER Nd:YAG Prodotti della ricerca (2006)

Principali collaborazioni Consiglio Nazionale delle Ricerche IPCF Messina IPCF Pisa IMM Lecce NNL Lecce IRSA Bari IC Bari ICCOM Bari ISPA Bari IMIP Bari ISMN Messina Ecoacque srl Giovinazzo (BA) Dipartimenti Università di Bari Fisica Chimica Biologia Geologia Agraria Dipartimenti Università di Lecce Scienza dei Materiali Ingegneria dell'Innovazione IBM Research Laboratory Ruschlikon Zurich- Switzerland CSEM Neuchatel - Switzerland SMCT University of Twente - The Neatherland CIDETEC, San Sebastian – Spain MRT Berlin Germany, MIC Denmark Tyndall National Institute, Cork-Ireland EPFL Lausanne Switzerland Università di Szeged (Hu) – Dipartimento di Biofisica Università di Bologna Dipartimento di Chimica Inorganica, Chimica Analitica e Chimica Fisica Università di Messina Department of Chemistry and Biochemistry UCLA Biophysics & Nanoscience Centre, Università della Tuscia- Viterbo,


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2006 0 15 1 22 2 0 0 0 3 0

Botanisches Institut der Universitat – Munchen. Glynn Laboratory UCL London Department of Biochemistry & Biophysics UIUC




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4 6 0 1 0 0 1 12 Struttura e dinamica in sistemi autoorganizzati e cooperativi

Commessa: Struttura e dinamica in sistemi autoorganizzati e cooperativi Progetto: Sviluppo e applicazione di materiali organici e colloidali Dipartimento: Materiali e Dispositivi Responsabile: PINZINO CALOGERO

Risultati conseguiti 26 articoli su riviste JCR; 1 articolo su rivista non JC; 1 Capitolo di libro; 8 comunicazioni/relazioni in Convegni internazionali; 1 abstract/poster in Atti di convegno internazionale; 2 comunicazioni/relazioni in Convegni nazionali; 6 collaborazioni a riviste; 1 Dottorato di ricerca; 1 docenza in corsi universitari; 1 Docenza in altri corsi; 2 Tesi di Laurea. Prodotti della ricerca (2006)

Principali collaborazioni ICTP/CNR, Pozzuoli (NA);McMaster University, Dept Mat Sci & Engn, Hamilton, Canada;Consorzio INSTM – Firenze; Grenoble High Magnetic Field Laboratory - Grenoble, Francia; School of Physics and Astronomy - St. Andrews, UK; Nijmegen High Field Magnets Laboratory - Nijmegen Paesi Bassi; National Institute of materials Physics - Bucharest Romania; Leiden Institute of Physics - Leiden, Paesi Bassi; Technical University of Budapest, Dpt Experimental Physiscs, ESR Lab, Budapest, Ungheria; KYOKUGEN Institute, Osaka University, Toyonaka, Osaka, 560-8531, Japan;Dipartimento di Chimica, Università di Firenze; Dipartimento di Scienze della terra, Università di Firenze; Dipartimento di Fisica – Università di Pisa; Thomas Keating Ltd, Station Mills, Billingshurst West Sussex. UK; Dipartimento di Fisica, Università di Bucharest, Magurele, Romania; Dipartimento di Chimica e Chimica Industriale, Università degli Studi di Pisa;Dipartimento di Chimica Agraria, Università degli Studi di Pisa; Dipartimento di chimica e biotecnologie agrarie, Università degli Studi di Pisa; Dipartimento di Scienze Botaniche, Università degli Studi di Pisa; Botaniche, Università degli Studi di Pisa;


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2006 0 25 0 0 2 2 0 0 6 0




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4 1 0 0 7 1 5 18 Modellizzazione di proprietà e reattività di molecole biologiche e biomimetiche

Commessa: Modellizzazione di proprietà e reattività di molecole biologiche e biomimetiche

Progetto: Sviluppo e applicazione di materiali organici e colloidali Dipartimento: Materiali e Dispositivi Responsabile: SANTORO FABRIZIO

Risultati conseguiti Il lavoro svolto ha portato all'avanzamento delle conoscenze in tutti i campi investigati, testimoniato dal numero di pubblicazioni. Tra gli sviluppi metodologici annoveriamo la messa a punto di un codice fortran FCclasses per il calcolo di spettri di assorbimento risolti vibrazionalmente in molecole di grandi dimensioni distribuito open-source e interfacciato con programmi di calcolo commerciali. 16 pubblicazioni su riviste internazionali JCR +6 in stampa; Max. Impact Factor Ang. Chem. 9.6, JACS 7.4. G. Villani: Chem. Phys. 324, 438 ; Chem. Phys. 325, 389 -- F. Santoro et al.: J. Am. Chem. Soc. 128, 16312; J. Chem. Phys. 125, 044512; J. Chem. Phys. 125, 044512; Ang. Chemie Int. Ed. 46, 405 (on line 5/12/06); Surf. Science 601, 255 (on line 24/10/06)-- C. Ghio et al. : J. Phys. Chem. A 110, 647; J. Mol. Struct. 769, 111--G. Alagona et al.: Lett. in Org. Chem. 3, J. Mol. Struct. 769, 123--S. Monti et al.: Biosensors and Bioelectronics 22, 153; Bioorg. Med. Chem. Lett. 16, 5757; J. Phys. Chem. B 110, 13227;J. Biomol. Struct. Dyn. 24, 255--V. Carravetta et al. J. Phys. Chem. B 110, 6160. Prodotti della ricerca (2006)

Principali collaborazioni Università di Aarhus (Danimarca), Torun e Wroclaw (Polonia), Barcelona, Santiago de Compostela e Valencia (Spagna), Karlsruhe, Mainz e Wuerzburg (Germania), Toledo (Ohio-USA), Venda (Sud Africa), Oslo (Norvegia), Toulouse (Francia), Pisa, Trieste, Napoli, Salerno, Roma, Roma 3, Padova, Siena, Bologna, Modena e Reggio Emilia. Inoltre: KHT (Stoccolma, Svezia), CNR (IBB-Napoli), Menarini Ricerche Spa (Firenze e Pomezia), SISSA (Trieste), Sincrotrone Elettra (Trieste).


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2006 0 22 0 0 1 0 0 0 5 0




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1 0 1 0 0 0 0 2 Sistemi macromolecolari, polimeri e fluidi complessi

Commessa: Sistemi macromolecolari, polimeri e fluidi complessi Progetto: Sviluppo e applicazione di materiali organici e colloidali Dipartimento: Materiali e Dispositivi Responsabile: VASI CIRINO SALVATORE

Risultati conseguiti Studio di processi irreversibili che, in condizioni di non equilibrio, inducono fenomeni aggregativi risultanti in una larga variabilità di scala delle strutture. Drug delivery sensibili al Ph e capaci di riconoscere specifiche proteine. Formazione di nanorod di lunghezza e chiralità controllata costituiti da aggregati j di porfirina. Costruzione di sistemi antenna mediante interazioni supramoleculari di porfirina e Bacterofagi. Determinazione di coefficienti fenomenologici e di stato in materiali polimerici. Relazione tra transizione vetrosa ed anomalie acustiche e termiche a basse temperature in vetri. Avanzamento nelle conoscenze su proprietà di confinamento elettronico e fononico in nanostrutture e sull'interazione luce-materia su scala nanometrica. Realizzazione di nanoparticelle metalliche(2-100 nm) con dimensioni nanometriche e caratterizzazione delle loro proprietà ottiche. Studio di sali liquidi a temperatura ambiente. Sviluppo di un sistema di pinzette ottiche multiple mediante time- sharing basato su specchi galvanici controllati da computer. Sviluppo di SNOM apertureless. Sviluppo di strumentazione e software presso la linea NIMROD ad ISIS (UK). Prodotti della ricerca (2006)

Principali collaborazioni CNR-IMM Catania; CNR-ICB Catania; CNR-ICTP Catania; G.I.N.T. - INFN Napoli; Fismed-INFM Milano; Lycril-INFM Cosenza; Institut Laue-Langevin (ILL), Grenoble, France; Laboratoire Léon Brillouin (LLB), Saclay, France; CRLC-RAL Chilton UK;


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2006 0 32 1 1 3 1 0 0 20 0

HMI-BENSC Berlino Germania; Università di Messina: Dipartimento di Fisica; Università di Messina: Dipartimento di Chimica Inorganica Chimica Analitica e Chimica Fisica; Università di Pisa: Dipartimento di Fisica; Università di Messina: Facoltà di Medicina; Università di Messina: Dipartimento Farmaco-Chimico; Department Molecular Biology. Univ. Salzburg; Department of Physics, Adam Mickiewicz University Polonia; Instituto de Estructura de la Materia, CSIC Madrid Spain; Department of Engineering, Cambridge University UK; Department of Physics and Astronomy University College London UK.




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4 1 0 0 0 0 0 5 Attività RSTL Algoritmi e modelli per l'emergenza di struttura nei plasmi non collisionali

Responsabile: NOCERA LUIGI Risultati conseguiti Sono stati sviluppati prevalentemente i moduli di attività a), c) e d) del programma proposto. a) strutture elettrostatiche singolari nei plasmi (p. chiave: triple electrostatic layers). Trattasi di rarefazioni di tipo solitonico del plasma, dovute all'effetto di intrappolamento degli ioni ed elettroni da parte del campo elettrico, le cui singolarità sono state rinormalizzate con delle tecniche di analisi complessa (Phys. Lett. A, 359, 669, 2006). c) solitoni nelle interfacce di plasma (p. chiave KdV solitons). Trattasi di strutture sia in fase condensata che rarefatta propagantisi nel plasma a velocità superalfvénica. Di esse si è: a) ricavata la equazione evolutiva in regime perturbativo regolare che è risultata essere del tipi KdV; b) simulate le equazioni costututive ab initio mediante un codice FCT sviluppato presso l'IPCF su un calcolatore parallelo appositamente allestito. (Phys. Lett. A, 352, 244, 2006, Abstract, SIF 2006, Torino, p. 209) d) strutture elicoidali nei plasmi confinati magneticamente (p. chiave MHD-HALL stationary flow). Sono state ricavate in forma chiusa le distribuzioni di campo e termodinamiche in un plasma dotato di termini non ideali di Hall e flusso stazionario in un campo magnetico (J. Plasma Phys., 72, 457-467, 2006)

L'attività si è sviluppata compatibilmente con le more del processo di valutazione (ancora incompiuto al 31/12/2006 dopo 12 mesi) del programma bilaterale CNR-PAN e con la reale allocazione del finanziamento CNR 2006 (37KEur di cui 15KEur all'Area della Ricerca di Pisa): di questi solo 10,5 KEur sono stati assegnati dall'Istituto alla DG.RSTL.063.001. Prodotti della ricerca (2006)

Principali collaborazioni Dip. Fisica, UMCS, Lublino, (PL) Facoltà Scienze Astronomiche e Geofisiche, Univ. La Plata, (AR)




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0 0 0 0 0 0 0 0 Principali risorse strumentali utilizzate Un calcolatore parallelo composto di due CPU dual core Alpha EV67 con 8GB ram Simulazione della crescita e delle proprieta' elettriche, ottiche, magnetiche, catalitiche di nanoaggregati di metalli nobili e di transizione

Responsabile: FORTUNELLI ALESSANDRO Risultati conseguiti Prodotti della ricerca (2006)

Principali collaborazioni


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2006 0 3 0 0 0 0 0 0 1 0


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2006 0 3 0 0 0 0 0 0 5 0




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0 0 0 0 0 0 0 0 Principali risorse strumentali utilizzate Elenco pubblicazioni dell’Istituto

Brevetti

1 Longo I. - Antenna interstiziale con choke miniaturizzato per applicazioni di ipertermia a microonde in Medicina e Chirurgia.

2 G. Salvetti(1), C. Ferrari(1), E. Tombari(1), F. Papucci(1), L. Gasperini(1), E. Matteoli(1), L. Lepori(1), R. Ambrosetti(1), D. Ricci(1), M.R. Tinè(2), L. Bernazzani(2), A. Barbini (1) - Low Cost Multimode Calorimeter

3 Longo I., Ragaini V. - Metodo per l'attivazione di processi chimici o chimico-fisici mediante l'impiego simultaneo di microonde e ultrasuoni e reattore chimico che attua tale metodo.

4 Paolicchi A., Pompella A., Franzini M., Barsacchi R., Vecoli C. and Bramanti E - Procedure for the determination of S-Nitrosothiols in biological fluids

Articoli ISI

1 Lorenzi G, Baldi G, Di Benedetto F, Faso V, Pardi LA, Romanelli M. - (Hfepr)-E-2 Investigation of a Cr-Bearing Gahnite Pigment - JOURNAL OF THE EUROPEAN CERAMIC SOCIETY, Vol. 26, Pagg. 125-129

2 Di Benedetto F., Andreozzi G., Baldi G., Barzanti A., Bernardini G. P., Faso V., Pardi LA , Romanelli M - (Hfepr)-E-2 Spectroscopy of Fe(Iii) Impurities in a Blue Hercynite-Based Pigment. - JOURNAL OF THE EUROPEAN CERAMIC SOCIETY, Vol. 26, Pagg. 2301-2305

3 A.De Michele, G.Carelli, A.Moretti and G.Moruzzi - 12CH3OH and 13CH3OH optically pumped by the 10P and 10HP bands of a pulsed CO2 laser: New far-infrared laser emissions and assignments - APPLIED PHYSICS B-LASERS AND OPTICS, Vol. 83, Pagg. 495-500

4 Branislav Jansìk, Antonio Rizzo, Luca Frediani, Kenneth Ruud, Sonia Coriani - A combined density functional/polarizable continuum model study of magnetochiral birefringence: Can theory and experiment be brought to agreement? - JOURNAL OF CHEMICAL PHYSICS, Vol. 125, Pagg. 234105-9

5 U. Ekstrom, P. Norman, V. Carravetta, H. Agren - A polarization propagator for X-ray spectra - PHYSICAL REVIEW LETTERS, Vol. 97, Pagg. 143001-

6 Narduzzo A, Coldea A, Ardavan A, Singleton J, Pardi L, Bercu V, Akutsu-Sato A, Akutsu H, Turner S - A spin resonance investigation of magnetism and dynamics in the charge-transfer salts beta - JOURNAL OF LOW TEMPERATURE PHYSICS, Vol. 142, Pagg. 581-584

7 S. Marchetti , R. Simili: - Accurate measurement of the refractive index of CO2 , N2,HE,O2 and air at 10.57μ m and T=23°C - INFRARED PHYSICS & TECHNOLOGY, Vol. 47, Pagg. 263-266

8 Silipigni L., De Luca G., Quattrone Q., Monsù Scolaro L., Salvato G., Grasso V., - An XPS analysis of the interaction of meso-tetrakis(N-methylpyridinium-4-yl)porphyrin with exfoliated manganese thiophosphate - JOURNAL OF PHYSICS-CONDENSED MATTER, Vol. 18, Pagg. 5759-5772

9 R. Ferguson, V. Arrighi, I. J. McEwen, S. Gagliardi and A. Triolo - An improved algorithm for the Fourier integral of the KWW function and its application to neutron scattering and dielectric data. - JOURNAL OF MACROMOLECULAR SCIENCE-PHYSICS, Vol. 45, Pagg. 1065-1081

10 C.Gabbanini - Assessments of lifetimes and photoionization cross-sections at 10.6micron of nd Rydberg states of Rb measured in a magneto-optical trap - SPECTROCHIMICA ACTA PART B-ATOMIC SPECTROSCOPY, Vol. 61, Pagg. 196-199

11 Neglia D, Marraccini P, Vecoli C, De Caterina A, Gastaldelli A, Ciociaro D, Natali A, Bramanti E, Vassalle C, Prontera C, Barsacchi R, Recchia F, L'Abbate A, Stanley W - Augmented nitric oxide release in the coronary circulation parallels myocardial metabolic stress in patients with dilated cardiomyopathy - JOURNAL OF THE AMERICAN COLLEGE OF CARDIOLOGY, Vol. 47, Pagg. 91-91

12 Tikhomirov O., Labardi M., Ascoli C., Allegrini M., Galassi C - Bilateral switching of the modulated electrooptic contrast in PLZTN ceramics - SOLID STATE COMMUNICATIONS, Vol. 138, Pagg. 60-63

13 Claudia Forte, Alhena Piazzi, Silvia Pizzanelli, Giacomo Certini - CP MAS 13C spectral editing and relative quantitation of a soil sample - SOLID STATE NUCLEAR MAGNETIC RESONANCE, Vol. 30, Pagg. 81-88

14 S. Bronco(1), C. Cappelli(1), S. Monti(2) - Characterization of supramolecular Polyphenol-Chromium(III) Clusters by Molecular Dynamics Simulations - JOURNAL OF PHYSICAL CHEMISTRY B, Vol. 110, Pagg. 13227-13234

15 Dentuto P.L., L. Catucci, P. Cosma, P. Fini, A. Agostiano, L. Monsù Scolaro, N. Micali - Chemical Physical Properties of Tetra Pyridyl Porphine/Cyclodextrin Complexes in aqueous solution - PHOTOCHEMISTRY AND PHOTOBIOLOGY, Vol. 82, Pagg. 563-

16 Lepori L. (1), Matteoli E. (1), Spanedda A. (1), Genovesi-Ebert F. (2), Rizzo S. (2) - Combined use of perfluorohexyloctane and silicone oil as intraocular tamponade: an in vitro study. - GRAEFES ARCHIVE FOR CLINICAL AND EXPERIMENTAL OPHTHALMOLOGY, Vol. 244, Pagg. 79-82

17 Ferrari C., Tombari E. - Comment on "on the dielectric susceptibility spectra of supercooled o-terphenyl" [J. Chem. Phys. 123, 154502 (2005)] - JOURNAL OF CHEMICAL PHYSICS, Vol. 124, Pagg. -

18 Kh. Amal, H. Imam, V. Palleschi, A.Salvetti, S. Hassab Elnaby, M.A. Harith - Comparison between single and double pulse LIBS at different air pressures on a Silicon target - APPLIED PHYSICS B-LASERS AND OPTICS, Vol. 83, Pagg. 651-657

19 M. Ismail, G.Cristoforetti, S. Legnaioli, L. Pardini, V. Palleschi, A. Salvetti, E. Tognoni, M.A. Abdel Harith - Comparison of detection limits in Laser-Induced Breakdown Spectroscopy single- and double-pulse configurations in two metallic matrices - ANALYTICAL AND BIOANALYTICAL CHEMISTRY, Vol. 385, Pagg. 316-325

20 Settambolo R(a), Rocchiccioli S(b), Lazzaroni* R(b), Alagona G(c) - Complete 1,3 Asymmetric Induction into 3-Methyl-4-(3-Acetylpyrrol-1-yl)Butanal to 1-Acetyl-6-Methyl-8-Hydroxy-5,6,7,8-Tetrahydroindolizine Cyclization - LETTERS IN ORGANIC CHEMISTRY, Vol. 3, Pagg. 10-12

21 N. Micali, V. Villari, A. Mazzaglia, L. Monsù Scolaro, A. Valerio, A. Rencurosi and L. Lay - Cyclodextrin nanoaggregates and their assembly with protein: a spectroscopic investigation - NANOTECHNOLOGY, Vol. 17, Pagg. 3239-3244

22 Pingue P., Piazza V., Baschieri P., Ascoli C., Menozzi C., Alessandrini A., Facci P. - Demonstration of an electrostatic-shielded cantilever - APPLIED PHYSICS LETTERS, Vol. 88, Pagg. 3510-

23 A. Rizzo, S. Coriani, D. Marchesan, J. Lopez Cacheiro, B. Fernandez and C. Hattig - Density dependence of electric properties of binary mixtures of inert gases - MOLECULAR PHYSICS, Vol. 104, Pagg. 305-318

24 Apra' E., Ferrando R., Fortunelli A. - Density-functional global optimization of gold nanoclusters - PHYSICAL REVIEW B-SOLID STATE, Vol. 73, Pagg. 205414-

25 J. Lozeille1, A. Fioretti1, C. Gabbanini1, Y. Huang2, H.K. Pechkis2, D. Wang2, P.L. Gould2, E.E. Eyler2,W.C. Stwalley2, M. Aymar3, and O. Dulieu3 - Detection by two-photon ionization and magnetic trappingof cold Rb2 triplet state molecules - EUROPEAN PHYSICAL JOURNAL D, Vol. 39, Pagg. 261-269

26 Bramanti E, Toncelli D, Morelli E, Lampugnani L, Zamboni R, Miller KE, Zemetra J, D'Ulivo A - Determination and characterization of phytochelatins by liquid chromatography coupled with on line chemical vapour generation and atomic fluorescence spectrometric detection - JOURNAL OF CHROMATOGRAPHY A, Vol. 1133, Pagg. 195-203

27 Montegrossi G, Di Benedetto F, Minissale A, Paladini M, Pardi LA, Romanelli M, Romei F - Determination and significance of the Mn(II) Zero-Field Splitting (ZFS) interaction in the geochemistry of travertines - APPLIED GEOCHEMISTRY, Vol. 21, Pagg. 820-825

28 Emilia Bramanti, Lucia D’Ulivo, Cristina Lomonte, Massimo Onor, Roberto Zamboni, Giorgio Raspi, Alessandro D’Ulivo. - Determination of hydrogen sulfide and volatile thiols in air samples by mercury probe derivatization coupled with liquid chromatography–atomic fluorescence spectrometry - ANALYTICA CHIMICA ACTA, Vol. 579, Pagg. 38-46

29 M. G.Manera, G. Leo, M. L. Curri, R. Comparelli, R. Rella, A. Agostiano, L. Vasanelli - Determination of optical parameters of colloidal TiO2 nanocrystals-based thin films by using surface plasmon resonance measurments for sensing applications - SENSORS AND ACTUATORS B-CHEMICAL, Vol. 115, Pagg. 365-373

30 A.D’Ulivo, M.Onor, E.Pitzalis, R.Spiniello, L.Lampugnani, G.Cristoforetti, S.Legnaioli, V.Palleschi, A.Salvetti and E.Tognoni - Determination of the Deuterium/Hydrogen ratio in gas reaction products by Laser-Induced Breakdown Spectroscopy - SPECTROCHIMICA ACTA PART B-ATOMIC SPECTROSCOPY, Vol. 61, Pagg. 797-802

31 Battocchio C, Russo MV, Carravetta V, Goldoni A, Parent P, Laffon C, Polzonetti - Diethynyl-thiophene adsorbed on Cu(100) investigated by NEXAFS and XPS - NUCLEAR INSTRUMENTS & METHODS IN PHYSICS RESEARCH SECTION B-BEAM INTERACTIONS WITH MATERIALS AND ATOMS, Vol. 246, Pagg. 136-141

32 M. Corsi, G. Cristoforetti, M. Hidalgo, S. Legnaioli, V. Palleschi, A. Salvetti, E. Tognoni and C. Vallebona - Double Pulse Calibration-Free Laser-Induced Breakdown Spectroscopy: a new technique for in situ standard-less analysis of polluted soils - APPLIED GEOCHEMISTRY, Vol. 21, Pagg. 748-755

33 Tombari E. (1), Presto S. (2), Johari G.P. (3), Shanker R.M. (4) - Dynamic heat capacity and relaxation time of ultraviscous melt and glassy acetaminophen. - JOURNAL OF PHARMACEUTICAL SCIENCES, Vol. 95, Pagg. 1006-1021

34 Cakir R, Grigolini P, Krokhin AA. - Dynamical origin of memory and renewal - PHYSICAL REVIEW E, Vol. 74, Pagg. 021108-(1-6)

35 Giovanni Carini, Giuseppe Carini, Gaspare Tripodo, Antonio Bartolotta2 and Gaetano Di Marco - Effect of cation sizes on tunnelling states, relaxations - JOURNAL OF PHYSICS-CONDENSED MATTER, Vol. 18, Pagg. 3251-3262

36 L. Giotta, F. Italiano, F. Milano, A. Agostiano and M. Trotta - Effect of metal ions on the photosynthetic growth of Rhodobacter sphaeroides - CHEMOSPHERE, Vol. 62, Pagg. 1490-1499

37 F. Dinelli, J.-F. Moulin, M. A. Loi, E. Da Como, M. Massi, M. Murgia, M. Muccini, F. Biscarini, J. Wie, P. Kingshott - Effects of surface chemical composition on the early growth stages of ?-sexithienyl films on silicon oxide substrates - JOURNAL OF PHYSICAL CHEMISTRY B, Vol. 110, Pagg. 258-

38 Barcaro G. 1, Fortunelli A. 1, Rossi G. 2, Nita F. 2, Ferrando R. 2 - Electronic and structural shell closure in AgCu and AuCu nanoclusters - JOURNAL OF PHYSICAL CHEMISTRY B, Vol. 110, Pagg. 23197-

39 Federica Bertini, Lucia Calucci, Francesca Cicogna, Benedetta Gaddi, Giovanni Ingrosso, Massimo Marcaccio, Fabio Marchetti, Demis Paolucci, Francesco Paolucci, Calogero Pinzino - Electronic properties of new homobimetallic anthracene-bridged g5-cyclopentadienyl derivatives of iridium(I) and of the corresponding cation radicals [L2Ir{C5H4CH2(9,10-anthrylene)CH2C5H4}IrL2]+. - JOURNAL OF ORGANOMETALLIC CHEMISTRY, Vol. 691, Pagg. 2987-3002

40 F. Milano, M. Dorogi, K. Szebényi, L. Nagy, P. Maróti, Gy. Váró, L. Giotta, A. Agostiano and M. Trotta - Enthalpy/entropy driven activation of the first interquinone electron transfer in bacterial photosynthetic reaction centers embedded in vesicles of physiologically important phospholipids - BIOELECTROCHEMISTRY, Vol. , Pagg. -

41 R. Esposito, F. Saija, A. M. Saitta, and P. V. Giaquinta - Entropy-based measure of the structural order in water - PHYSICAL REVIEW E, Vol. 73, Pagg. 040502-

42 A.Francini, L. Galleschi, F. Saviozzi, C. Pinzino, R. Izzo, C. L. M. Sgherri, F. Navari-Izzo - Enzymatic and non-enzymatic protective mechanisms in recalcitrant seeds of Araucaria bidwillii subjected to desiccation - PLANT PHYSIOLOGY AND BIOCHEMISTRY, Vol. 44, Pagg. 556-563

43 F. Saija, S. Prestipino and P. V. Giaquinta - Evaluation of phenomenological one-phase criteria for the melting and freezing of softly repulsive particles - JOURNAL OF CHEMICAL PHYSICS, Vol. 124, Pagg. 244504-

44 F. Bredice, F. O. Borges, H. Sobral, M. Villagran-Muniz, H. O. Di Rocco, G. Cristoforetti, S. Legnaioli, V. Palleschi, L.Pardini, A. Salvetti, E. Tognoni - Evaluation of self-absorption of manganese emission lines in Laser Induced Breakdown Spectroscopy measurements - SPECTROCHIMICA ACTA PART B-ATOMIC SPECTROSCOPY, Vol. 61, Pagg. 1294-1303

45 Pochylski M., Aliotta F., Blaszczak Z., Gapinski J. - Evidences of nonideal mixing in poly(ethylene glycol)/organic solvent mixtures by Brillouin scattering - JOURNAL OF PHYSICAL CHEMISTRY B, Vol. 110, Pagg. 485-493

46 Yu-Wei Chen, L. Li, A. D’Ulivo, N. Belzile - Extraction and determination of elemental selenium in sediments - a comparative study - ANALYTICA CHIMICA ACTA, Vol. 577, Pagg. 126-133

47 Gucciardi PG, Bachelier G, Allegrini M - Far-field background suppression in tip-modulated apertureless near-field optical microscopy - JOURNAL OF APPLIED PHYSICS, Vol. 99, Pagg. -124309

48 L.A. Gizzi, M. Galimberti, A. Giulietti, D. Giulietti, P. Köster, L. Labate, P. Tomassini, Ph. Martin, T. Ceccotti, P. D'Oliveira, P. Monot - Femtosecond interferometry of propagation of a laminar ionization front in a gas - PHYSICAL REVIEW E, Vol. 74, Pagg. 036403-

49 G. Vogt, P. Nuernberger R. Improta, F. Santoro, G. Gerber - Femtosecond study on the isomerization dynamics of NK88: I. Excited-state dynamics - JOURNAL OF CHEMICAL PHYSICS, Vol. 125, Pagg. 044513-

50 P. Nuernberger, G. Vogt, R. Improta, F. Santoro, G. Gerber - Femtosecond study on the isomerization dynamics of NK88: I. Ground-state dynamics after photoexcitation - JOURNAL OF CHEMICAL PHYSICS, Vol. 125, Pagg. 044513-

51 Emilia Bramanti, Chiara Allegrini, Massimo Onor, Giorgio Raspi, Kristen J. Skogerboe, Robert E. Synovec - Flow injection analysis with diode array absorbance detection and dynamic surface tension detection for studying denaturation and surface activity of globular proteins - ANALYTICAL BIOCHEMISTRY, Vol. 351, Pagg. 100-113

52 Coltelli M.B. (1), Angiuli M. (2), Passaglia E. (3), Castelvetro V. (1,4), Ciardelli F. (1,3,4) - Formation of short and long chain branches during the free radical functionalization of polyamide 6 in the melt. - MACROMOLECULES, Vol. 39, Pagg. 2153-2161

53 Giovanni Carini, Giuseppe Carini, Giovanna D’Angelo,Gaspare Tripodo, Antonio Bartolotta and Gaetano Di Marco - Fragility, anharmonicity and anelasticity of silver - JOURNAL OF PHYSICS-CONDENSED MATTER, Vol. 18, Pagg. 10915-10929

54 N. Micali, V. Villari, M.A. Castriciano, A. Romeo and L. Monsù Scolaro - From Fractal to Nanorod Porphyrin J-Aggregates. Concentration-Induced Tuning of the Aggregate Size - JOURNAL OF PHYSICAL CHEMISTRY B, Vol. 110, Pagg. 8289-8295

55 A. D’Ulivo, Z. Mester, J. Meija, R.E. Sturgeon - Gas chromatography mass spectrometry study of hydrogen- deuterium exchange reactions of volatile hydrides of As, Sb, Bi, Ge and Sn in aqueous media - SPECTROCHIMICA ACTA PART B-ATOMIC SPECTROSCOPY, Vol. 61, Pagg. 778-787

56 Tombari E. (1), Presto S. (2), Salvetti G. (1), Johari G.P. (3) - Heat capacity of tetrahydrofuran clathrate hydrate and of its components, and the clathrate formation from supercooled melt. - JOURNAL OF CHEMICAL PHYSICS, Vol. 124, Pagg. -

57 Marco Pieruccini - Heterogeneous association in methanol-carbon tetrachloride mixtures - JOURNAL OF PHYSICAL CHEMISTRY B, Vol. 110, Pagg. 18521-18527

58 G. Di Cocco, A. Basili, T. Franceschini, G. Landini, G. Malagutia, G. Palladino, S. Silvestri, L.A. Gizzi, A. Barbini, and M. Galimberti - HiPeG: A high performance balloon gondola for fine angular resolution X-ray telescopes - ADVANCES IN SPACE RESEARCH, Vol. 37, Pagg. 2103-2107

59 Georgieva ER, Pardi LA, Jeschke G, Gatteschi D, Sorace L, Yordanov ND - High-Field/High-FreqHigh Field/High Frequency Epr Study on Stable Free Radicals Formed in Sucrose by Gamma-Irradiation. - FREE RADICAL RESEARCH, Vol. 40, Pagg. 553-563

60 Heintzmann R., Benedetti P.A. - High-Resolution Image Reconstruction in Fluorescence Microscopy with Patterned Excitation - APPLIED OPTICS, Vol. 45-20, Pagg. 5037-5045

61 C. Ingrosso, A. Petrella, P. Cosma, M. L. Curri, M. Striccoli, A. Agostiano - Hybrid junctions of Zn(II) and Mg(II) phthalocyanine with wide band gap semiconductor nano-oxides: spectroscopical and photoelectrochemical characterization - JOURNAL OF PHYSICAL CHEMISTRY B, Vol. 110, Pagg. 24424-24432

62 Tikhomirov O., Labardi M., Ascoli C., Allegrini M., Lebrun L. - Imaging of ferroelectric polarization in Pb(Mg1/3Nb2/3)O-3-PbTiO3 crystals by scanning electro-optic microscopy - APPLIED PHYSICS LETTERS, Vol. 88, Pagg. 2910-

63 J.-F. Moulin, F. Dinelli, C. Albonetti, R. Khsirsagar, M. Massi, F. Biscarini - In situ X-ray synchrotron study of organic semiconductor ultra-thin films growth - NUCLEAR INSTRUMENTS & METHODS IN PHYSICS RESEARCH SECTION B-BEAM INTERACTIONS WITH MATERIALS AND ATOMS, Vol. 246, Pagg. 122-

64 L. Argenti, R. Moccia - K-matrix method with B-splines:sigma_(n,l),beta_n and resonances in He photoionization below N=4 threshold - JOURNAL OF PHYSICS B-ATOMIC MOLECULAR AND OPTICAL PHYSICS, Vol. 39, Pagg. 2773-2790

65 L. Nocera - Korteweg de Vries Surface Solitons at Plasma Interfaces - PHYSICS LETTERS A, Vol. 359, Pagg. 669-676

66 Fazio E., Barletta E., Barreca F., Mondio G., Neri F., Trusso S., - Laser ablation-deposited CNx thin films. Carbon: The future material for advanced Technology Applications - TOPICS IN APPLIED PHYSICS, Vol. 100, Pagg. 287-302

67 F. Dinelli, R. Capelli, M. A. Loi, M. Murgia, M. Muccini, A. Facchetti, T. Marks - Light Emission in Organic FETs based on DHT4/P13 heterostructures - ADVANCED MATERIALS, Vol. 18, Pagg. 1416-1419

68 R. Capelli, F. Dinelli, M. A. Loi, M. Murgia, M. Muccini - Light Emission in Organic FETs based on DHT4/P13 heterostructures - JOURNAL OF PHYSICS-CONDENSED MATTER, Vol. 18, Pagg. S2127-

69 Vecoli C, Bramanti E, Toncelli D, Barsacchi R, Neglia D - Low-flow ischemia induces release of nitrosoglutathione (GSNO) in the effluent of isolated perfused rat heart - EUROPEAN HEART JOURNAL SUPPLEMENTS, Vol. 27, Pagg. 478-478

70 S. Santangelo, G. Messina, M. G. Donato, M. Lanza, C. Milone and A. Pistone - Low-frequency Raman study of hollow multiwalled nanotubes grown by Fe-catalyzed chemical vapor deposition - JOURNAL OF APPLIED PHYSICS, Vol. 100, Pagg. 104311-104315

71 L. J. Palumbo, A.M. Platzeck - Magnetically confined plasma flows with helical symmetry - JOURNAL OF PLASMA PHYSICS, Vol. 72, Pagg. 457-467

72 J. Meija, Z. Mester, A. D’Ulivo - Mass spectrometric separation of overlapping isotopologues. Part 1: H2O/HOD/D2O and H2Se/HDSe/D2Se mixtures - JOURNAL OF THE AMERICAN SOCIETY FOR MASS SPECTROMETRY, Vol. 17, Pagg. 1028-1036

73 A. Bertolini, G. Carelli, F. Francesconi, M. Francesconi, L. Marchesini, P. Marsili, F. Sorrentino, G. Cristoforetti, S. Legnaioli, V. Palleschi, L. Pardini, A. Salvetti - Modì: a new mobile instrument for in situ double-pulse LIBS analysis - ANALYTICAL AND BIOANALYTICAL CHEMISTRY, Vol. 385, Pagg. 240-247

74 L. M. Bronstein, I. A. Khotina, D. M. Chernyshov, P. M. Valetsky, G. I. Timofeeva, L. V. Dubrovina, B. Stein, R. Karlinsey, A. Triolo, A. Weidenmann, F. Lo Celso, R. Triolo, A. R. Khokhlov - Morphology of hybrid polystyrene-block-poly(ethylene oxide) micelles: Analytical ultracentrifugation and SANS studies - JOURNAL OF COLLOID AND INTERFACE SCIENCE, Vol. 299, Pagg. 944-952

75 A. Triolo, O. Russina, U. Keiderling and J. Kohlbrecher - Morphology of poly(ethylene oxide) dissolved in a room temperature ionic liquid: a small angle neutron scattering study - JOURNAL OF PHYSICAL CHEMISTRY B, Vol. 110, Pagg. 1513-1515

76 R. Marcilla, M. L. Curri, P. D. Cozzoli, M. T. Martínez, I. Loinaz, H. Grande, J. A. Pomposo, D. Mecerreyes - Nano-objects on a round trip from water to organics by a polymeric ionic liquid vehicle - SMALL, Vol. 2, Pagg. 507-512

77 G. Buffa, L. Dore, F. Tinti and M. Mewley - New Experimental and Theoretical Results for Argon Broadening and Shift of HCO+ Rotational Lines - CHEMPHYSCHEM, Vol. 7, Pagg. 1764-1769

78 Salvato G., Ponterio R.C., Aliotta F. - New automatic system for multipass Fabry-Perot alignment and stabilization - REVIEW OF SCIENTIFIC INSTRUMENTS, Vol. 77, Pagg. -

79 Angelika Baranowska, Antonio Rizzo, Branislav Jansìk, Sonia Coriani - Non linear effects in the interaction of time-dependent fields and chiral systems. A computational investigation - JOURNAL OF CHEMICAL PHYSICS, Vol. 125, Pagg. 054107-10

80 Roberto Grisorio, Antonio Dell’Aquila, Giuseppe Romanazzi, Gian Paolo Suranna, Piero Mastrorilli, Pinalysa Cosma, Domenico Acierno, Eugenio Amendola, Giuseppe Ciccarella, and Cosimo Francesco Nobile - Novel bifluorene based conjugated systems: synthesis and properties - TETRAHEDRON, Vol. 62, Pagg. 627-634

81 F. Bellina(1), S. Cauteruccio(1), S. Monti(2), R. Rossi(1) - Novel imidazole-based combretastatin A-4 analogues: Evaluation of their in vitro antitumor activity and molecular modeling study of their binding to the colchicine site of tubulin - BIOORGANIC & MEDICINAL CHEMISTRY LETTERS, Vol. 16, Pagg. 5757-5762

82 T. Hosokai, K. Kinoshita, T. Ohkubo, A. Maekawa, M. Uesaka, A. Zhidkov, A. Yamazaki, H. Kotaki, M. Kando, K. Nakajima, S. Bulanov, P. Tomassini, A. Giulietti, D. Giulietti, - Observation of strong correlation between quasimonoenergetic electron beam generation by laser wakefield and laser guiding inside a preplasma cavity - PHYSICAL REVIEW E, Vol. 73, Pagg. 036407-

83 Angiuli M. (1), Ferrari C. (1), Lepori L. (1), Matteoli E. (1), Salvetti G. (1), Tombari E. (1), Banti A. (2), Minnaja N. (2) - On testing quality and traceability of virgin olive oil by calorimetry. - JOURNAL OF THERMAL ANALYSIS AND CALORIMETRY, Vol. 84, Pagg. 105-112

84 Grasso V., Quattrone T., Silipigni L., De Luca G., Monsù Scolaro L. and Salvato G. - Optical and electronic properties of manganese thiophosphate and H2T4 porphyrin metal complexes films - NUOVO CIMENTO, Vol. 29, Pagg. 325-334

85 G.Carelli, A.De Michele and A.Moretti - Optical pumping of CHD2OH and CH2DOH methanol isotopomers by means of a new pulsed CO2 laser: Characterization of new far-infrared laser emissions - IEEE JOURNAL OF QUANTUM ELECTRONICS, Vol. 42, Pagg. 378-381

86 Angelika Baranowska, Antonio Rizzo, Sonia Coriani - Optically induced circular and axial birefringences in achiral fluids: an ab initio study of the optical Faraday effect - MOLECULAR PHYSICS, Vol. 104, Pagg. 2173-2192

87 I.B. Karadjova, L. Lampugnani , J. Dedina, A. D’Ulivo, M. Onor, D. L. Tsalev - Organic solvents as interferents in arsenic determination by hydride generation atomic absorption spectrometry with flame atomization - SPECTROCHIMICA ACTA PART B-ATOMIC SPECTROSCOPY, Vol. 61, Pagg. 525-531

88 Antonio Rizzo, Branislav Jansìk, Thomas Bondo Pedersen, Hans Agren - Origin independent approaches to the calculation of two-photon circular dichroism - JOURNAL OF CHEMICAL PHYSICS, Vol. 125, Pagg. 064113-11

89 Cavallari M.(a), Ghio* C.(b), Monti S.(b), Ferrario M.(a), Maritan A.(c), Carloni P.(d) - Partially folded states of HIV-1 protease: Molecular dynamics simulations and ligand binding - JOURNAL OF MOLECULAR STRUCTURE-THEOCHEM, Vol. 769, Pagg. 111-121

90 V. Carravetta(1), S. Monti(1) - Peptide/TiO2 surface interaction in solution by ab-initio and molecular dynamics simulations - JOURNAL OF PHYSICAL CHEMISTRY B, Vol. 110, Pagg. 6160-6169

91 Akin O C., Paradisi P., Grigolini, P. - Periodic trend and fluctuations: The case of strong correlation - PHYSICA A, Vol. 371, Pagg. 157-170

92 Vincenzo Ciancio, Francesco Farsaci, and Antonino Bartolotta - Phenomenological and State Coefficients in Viscoanelastic Medium of Order One (with Memory) - LECTURE NOTES IN COMPUTER SCIENCE, Vol. 3980, Pagg. 821-827

93 C. Ingrosso, A. Petrella, M. L. Curri, M. Striccoli, P. Cosma, P. D. Cozzoli, A. Agostiano - Photoelectrochemical properties of hybrid junctions based on zinc phthalocyanine and semiconducting colloidal nanocrystals - ELECTROCHIMICA ACTA, Vol. 51, Pagg. 5120-5124

94 Angiuli M. (1), Ciardelli F. (2), Colligiani A. (3,4), Greco F. (2), Romano A. (4), Ruggeri G. (2,3), Tombari E. (1) - Photorefractivity of poly-N-vinylindole-based materials as compared with that of poly-N-vinylcarbazole-based blends. - APPLIED OPTICS, Vol. 45, Pagg. 7928-7937

95 Giorgio Forti, Angela Agostiano, Roberto Barbato, Roberto Bassi, Enrico Brugnoli, Giovanni Finazzi, Flavio M. Garlaschi, Robert C. Jennings, Bruno Andrea Melandri, Massimo Trotta, Giovanni Venturoli, Giuliana Zanetti, Davide Zannoni and Giuseppe Zucchell - Photosynthesis research in Italy: A review - PHOTOSYNTHESIS RESEARCH, Vol. 88, Pagg. 211-240

96 A. Giulietti, P. Tomassini, M. Galimberti, D. Giulietti, L.A. Gizzi, P. Köster, L. Labate, T. Ceccotti, P. D'Oliveira, T. Auguste, P. Monot, Ph. Martin - Pre-pulse effect on intense femtosecond laser pulse propagation in gas - PHYSICS OF FLUIDS B-PLASMA PHYSICS, Vol. 13, Pagg. 093103-

97 Antonio Rizzo, Sonia Coriani, Domenico Marchesan, Javier Lòpez Cacheiro, Berta Fernàndez, Christof Hattig - Pressure dependence of electric properties of binary mixtures of inert gases - MOLECULAR PHYSICS, Vol. 104, Pagg. 305-318

98 T. Kolodiazhnyi, G. Annino, A. Younker, P. Malysz, P. Mascher, H. Haneda - Probing point defects inBa(B1/3B''2/3)O3 by ESR, PAS and dielectric spectroscopy - JOURNAL OF THE EUROPEAN CERAMIC SOCIETY, Vol. 26, Pagg. 1921-1924

99 A. Mazzaglia, A. Valerio, V. Villari, A. Rencurosi, L. Lay, S. Spadaro, L. Monsù Scolaro and N. Micali - Probing specific protein recognition by size-controlled glycosylated cyclodextrin nanoassemblies - NEW JOURNAL OF CHEMISTRY, Vol. 30, Pagg. 1662-1668

100 A. Gamucci, M. Galimberti, D. Giulietti, L.A. Gizzi, L. Labate, C. Petcu, P. Tomassini, A. Giulietti - Production of hollow cylindrical plasmas for laser guiding in acceleration experiments - APPLIED PHYSICS B-LASERS AND OPTICS, Vol. 85, Pagg. 611-

101 G. Annino, H. Yashiro, M. Cassettari, M. Martinelli - Properties of trapped electromagnetic modes in coupled waveguides - PHYSICAL REVIEW B, Vol. 73, Pagg. 125308-

102 Alagona* G., Ghio C. - Protonated Serotonin Conformational Landscape in Vacuo and in Aqueous Solution (IEF-PCM): Role of Correlation Effects and Monohydration - JOURNAL OF MOLECULAR STRUCTURE-THEOCHEM, Vol. 769, Pagg. 123-134

103 G.Cristoforetti, S.Legnaioli, V.Palleschi, A.Salvetti, E.Tognoni, P.A.Benedetti, F.Brioschi and F.Ferrario - Quantitative analysis of aluminum alloys by low-energy, high-repetition rate Laser-Induced Breakdown Spectroscopy - JOURNAL OF ANALYTICAL ATOMIC SPECTROMETRY, Vol. 21, Pagg. 697-702

104 P. Gamallo, R. Sayos, M. Gonzalez, C. Petrongolo, P. Defazio - Quantum real wave-packet dynamics of the N(4S)+NO(X2Pi)->N2(X1Sigmag+)+O(3P) reaction on the ground and first excited triplet potential energy surfaces: Rate constants, cross sections, and product distributions - JOURNAL OF CHEMICAL PHYSICS, Vol. 124, Pagg. 174303-

105 R. Feifel, T. Tanaka, M. Hoshino, H. Tanaka, Y. Tamenori, V. Carravetta, K. Ueda - Quenching and restoring of the A 2PI cationic state in resonant Auger electron spectra of CO in the vicinity of the O 1s-->2pi resonance - PHYSICAL REVIEW A, Vol. 74, Pagg. 62717-

106 Allegrini P, Barbi F, Grigolini P, Paradisi P. - Renewal, modulation, and superstatistics in times series - PHYSICAL REVIEW E, Vol. 73, Pagg. 046136-(1-13)

107 P. Defazio and C. Petrongolo - Renner-Teller quantum dynamics of the N(2D)+H2 reaction - JOURNAL OF CHEMICAL PHYSICS, Vol. 125, Pagg. 064308-

108 A. Camposeo(1), O.M. Maragò(2), B.Fazio(2), B. Kloter(3), D. Meschede(3), U. rasbach(3), C. Weber(3). E.Arimondo (1) - Resist-assisted atom lithography with group III elements - APPLIED PHYSICS B-LASERS AND OPTICS, Vol. 85, Pagg. 487-491

109 Barcaro G., Fortunelli A. - Rotational invariance and double frustration in the structures of gold clusters growing around the Fs-defected MgO(100) surface - JOURNAL OF PHYSICAL CHEMISTRY B, Vol. 110, Pagg. 21028-

110 F. Longobardi, P. Cosma, F. Milano, A. Agostiano, J. Mauzerall, A. J. Bard - Scanning Electrochemical Microscopy of the Reaction Center in different environmental systems - ANALYTICAL CHEMISTRY, Vol. 78, Pagg. 5046-5051

111 Tikhomirov O., Labardi M., Ascoli C., Allegrini M. - Scanning Electrooptic Microscopy of the Relaxor Materials - FERROELECTRICS, Vol. 341, Pagg. 21-28

112 R. Buonsanti, V. Grillo, E. Carlino, C. Giannini, M. L. Curri, C. Innocenti, C. Sangregorio, K. Achterhold, F.G. Parak, A. Agostiano, P. D. Cozzoli - Seeded growth of asymmetric binary nanocrystals made of a semiconductor TiO2 rod-like section and a magnetic ³-Fe2O3 spherical domain - JOURNAL OF THE AMERICAN CHEMICAL SOCIETY, Vol. 128, Pagg. 16953-16970

113 Ambrosio A, Fenwick O, Cacialli F, Micheletto R, Kawakami Y, Gucciardi PG, Kang DJ, Allegrini M - Shape dependent thermal effects in apertured fiber probes for scanning near-field optical microscopy - JAPANESE JOURNAL OF APPLIED PHYSICS, Vol. 99, Pagg. 084303-

114 Khechinashvili* N.N.(1), Fedorov M.V.(2), Kabanov A.V.(1), Monti S.(3), Ghio C.(3), Soda K.(4) - Side Chain Dynamics and Alternative Hydrogen Bonding in the Mechanism of Protein Thermostabilization - JOURNAL OF BIOMOLECULAR STRUCTURE & DYNAMICS, Vol. 24, Pagg. 255-262

115 Bercu V, Martinelli M, Massa CA, Pardi LA, Leporini D - Signatures of the fast dynamics in glassy polystyrene by multi-frequency, high-field Electron Paramagnetic Resonance of molecular guests - JOURNAL OF NON-CRYSTALLINE SOLIDS, Vol. 352, Pagg. 5029-5034

116 I. Cacelli, A. Ferretti, M. Girlanda, M. Macucci - Simulations of Conductivity in Molecular Switches - CHEMICAL PHYSICS, Vol. 320, Pagg. 84-

117 Fabrizio Santoro,1 Vincenzo Barone,2 Thomas Gustavsson3, Roberto Improta2,4 - Solvent effect on the singlet excited state lifetimes of nucleic acid bases: a computational study of 5-fluorouracil and uracil in acetonitrile and water - JOURNAL OF THE AMERICAN CHEMICAL SOCIETY, Vol. 128, Pagg. 16312-16322

118 Sonia Coriani, Angelika Baranowska, Lara Ferrighi, Cristina Forzato, Domenico Marchesan, Patrizia Nitti, Giuliana Pitacco, Antonio Rizzo, Kenneth Ruud - Solvent effects on the conformational distribution and optical rotation of gamma-methyl paraconic acids and esters - CHIRALITY, Vol. 18, Pagg. 357-369

119 F. Marchetti, G. Pampaloni, C. Pinzino - Some New Results on the Fischer-Hafner Synthesis of Vanadium Arenes - JOURNAL OF ORGANOMETALLIC CHEMISTRY, Vol. 691, Pagg. 3458-3463

120 G. Cristoforetti, S. Legnaioli, L. Pardini, V. Palleschi, A. Salvetti, E. Tognoni - Spectroscopic and shadowgraphic analysis of laser induced plasmas in the orthogonal double pulse pre-ablation configuration - SPECTROCHIMICA ACTA PART B-ATOMIC SPECTROSCOPY, Vol. 61, Pagg. 340-350

121 Stefano Legnaioli, Vincenzo Palleschi, Elisabetta Tognoni, Azenio Salvetti, Gabriele Cristoforetti, Claudio Arias, Cristina Fabbri, Lucia Angeli and Giovanna Radi - Spectroscopic techniques applied to the study of Italian painted Neolithic Potteries - LASER CHEMISTRY, Vol. , Pagg. -

122 L. Nocera - Stationary states of the Vlasov Equation in the Fourier Transformed Velocity Space - PHYSICS LETTERS A, Vol. 352, Pagg. 244-249

123 Maria Angela Castriciano, Andrea Romeo, Nicola Angelini, Norberto Micali, Alessandro Longo, Antonino Mazzaglia, and Luigi Monsu` Scolaro - Structural Features of meso-Tetrakis(4-carboxyphenyl)porphyrin Interacting with Amino-Terminated Poly(propylene oxide) - MACROMOLECULES, Vol. 39, Pagg. 5489-5496

124 Pochylski M., Aliotta F., Blaszczak Z., Gapinski J. - Structuring effects and hydration phenomena in poly(ethylene glycol)/water mixturesinvestigated by Brillouin scattering - JOURNAL OF PHYSICAL CHEMISTRY B, Vol. 110, Pagg. 20533-20539

125 R. Coppolino, S. Coppolino, V. Villari - Study of the aggregation of insulin glargine by light scattering - JOURNAL OF PHARMACEUTICAL SCIENCES, Vol. 95, Pagg. 1029-1034

126 Luigi Monsu` Scolaro, Maria Angela Castriciano, Andrea Romeo, Norberto Micali, Nicola Angelini, Carla Lo Passo, and Franco Felici - Supramolecular Binding of Cationic Porphyrins on a Filamentous Bacteriophage Template: Toward a Noncovalent Antenna System - JOURNAL OF THE AMERICAN CHEMICAL SOCIETY, Vol. 128, Pagg. 7446-7447

127 Hromadova M., Sokolova R., Pospisil L., Fanelli N. - Surface Interactions of s-Triazine Type Pesticides. An Electrochemical Impedance Study. - JOURNAL OF PHYSICAL CHEMISTRY B, Vol. 110, Pagg. 4869-4874

128 L. Calucci, U. Englert, E. Grigiotti, F. Laschi, G. Pampaloni, C. Pinzino, M. Volpe, and P. Zanello - Synthesis and Characterization of Chromium(I) Bis(h6-toluene) Derivatives Containing Sterically Demanding Anions - JOURNAL OF ORGANOMETALLIC CHEMISTRY, Vol. 691, Pagg. 829-836

129 L. Calucci, F. Geoffrey N. Cloke, U. Englert, P. Hitchcock, G. Pampaloni, C. Pinzino, F. Puccini, and M. Volpe - Synthesis of Chromium(0) and Molybdenum(0) Bis (h6-arene) Derivatives and Their Monoelectronic Oxidation to [M(h6-arene)2]+ Cations - DALTON TRANSACTIONS, Vol. , Pagg. 4228-4234

130 P. Davide Cozzoli M. Lucia Curri, Cinzia Giannini, and Angela Agostiano - Synthesis of TiO2–Au Composites by Titania-Nanorod-Assisted Generation of Gold Nanoparticles at Aqueous/Nonpolar Interfaces - SMALL, Vol. , Pagg. 1-10

131 A. Buccolieri, F. Italiano, A. Dell’atti, G. Buccolieri, L. Giotta, A. Agostiano, F. Milano and M. Trotta - Testing the photosynthetic bacterium Rhodobacter sphaeroides as heavy metal removal tool - ANNALI DI CHIMICA, Vol. 96, Pagg. 195-203

132 Pinalysa Cosma, Lucia Catucci, Paola Fini, Pasquale L. Dentuto, Angela Agostiano, Nicola Angelini and Luigi Monsu` Scolaro - Tetrakis(4-pyridyl)porphyrin Supramolecular Complexes with Cyclodextrins in Aqueous Solution - PHOTOCHEMISTRY AND PHOTOBIOLOGY, Vol. 82, Pagg. 563-569

133 Alagona* G., Ghio C. - The Conformational Landscape of (R,R)-Pterocarpans with Biological Activity in Vacuo and in Aqueous Solution (PCM and/or Water Clusters) - JOURNAL OF PHYSICAL CHEMISTRY A, Vol. 110, Pagg. 647-659

134 P. Grigolini - The Continuous Time Random Walk versus the Generalized Master Equation - ADVANCES IN CHEMICAL PHYSICS, Vol. 113, Pagg. 357-

135 S. Marchetti , R. Simili - The effect of the anomalous dispersion on the resonant four wave mixing in ammonia - OPTICS COMMUNICATIONS, Vol. 262, Pagg. 87-90

136 David J. D. Wilson, Trygve Ulf Helgaker, Antonio Rizzo - The magnetizability, rotational g tensor and quadrupole moment of the boron trihalides. - MOLECULAR PHYSICS, Vol. 104, Pagg. 847-856

137 S. Marchetti , R. Simili - The measured 10micron refractive index of some simple molecules ( CO,H20,CH4,C2H2) and their calculated extension to the whole IR frequency region - INFRARED PHYSICS & TECHNOLOGY, Vol. 48, Pagg. 115-121

138 Antonio Rizzo, Cristina Puzzarini, Sonia Coriani, Juergen Gauss - The nuclear spin-rotation constants of HCY, HSiY, and SiY2 (Y=F, Cl). An ab initio study. - JOURNAL OF CHEMICAL PHYSICS, Vol. 124, Pagg. 064302-10

139 S. Antoci, D.-E. Liebscher, L. Mihich - The physical meaning of the boost-rotation symmetric solutions within the general interpretation of Einstein's theory of gravitation - GENERAL RELATIVITY AND GRAVITATION, Vol. 38, Pagg. 15-22

140 Ulf Ekstrom, Patrick Norman and Vincenzo Carravetta - The relativistic four-component static-exchange approximation for core excitation processes in molecules - PHYSICAL REVIEW A, Vol. 73, Pagg. 22501-

141 G. Villani - Theoretical investigastion of DNA oligomer systems. Modification of the hydrogen atoms transfer in a base pair due to time-dependent interaction with stacked base pairs - CHEMICAL PHYSICS, Vol. 325, Pagg. 389-

142 G. Villani - Theoretical investigation of hydrogen transfer mechanism in the guanine-cytosine base pair - CHEMICAL PHYSICS, Vol. 324, Pagg. 438-

143 G. Pellicane, F. Saija, C. Caccamo, P. V. Giaquinta - Thermodynamic stability of the fluid-fluid phase separation in binary athermal mixtures: the role of nonadditivity - JOURNAL OF PHYSICAL CHEMISTRY B, Vol. 110, Pagg. 4359-4364

144 Marongiu B. (1), Pusceddu E. (1), Porcedda S. (1), Lepori L. (2), Matteoli E. (2) - Thermodynamic study of 1,1,2,2-tetrachloroethane plus hydrocarbon mixtures I. Excess and solvation enthalpies. - FLUID PHASE EQUILIBRIA, Vol. 250, Pagg. 105-115

145 A. Mandanici, M. Cutroni, A. Triolo, V. Rodriguez-Mora and M. A. Ramos - Thermodynamic study of alkyl-cyclohexanes in liquid, glassy and crystalline states - JOURNAL OF CHEMICAL PHYSICS, Vol. 125, Pagg. 054514-

146 A. Triolo, A. Mandanici, O. Russina, V. Rodriguez-Mora, M. Cutroni, C. Hardacre, M. Nieuwenhuyzen, H.-J. Bleif, L. Keller and M. A. Ramos - Thermodynamics, structure and dynamics in room temperature ionic liquids: the case of 1-buty-3-methylimidazolium hexafluorophosphate ([bmim][PF6]) - JOURNAL OF PHYSICAL CHEMISTRY B, Vol. 110, Pagg. 21357-21364

147 Polzonetti G, Battocchio C, Iucci G, Dettin M, Gambaretto R, Di Bello C, Carravetta - Thin films of a self-assembling peptide on TiO2 and Au studied by NEXAFS, XPS and IR spectroscopies - MATERIALS SCIENCE & ENGINEERING C-BIOMIMETIC AND SUPRAMOLECULAR SYSTEMS, Vol. 26, Pagg. 929-934

148 A. Convertino, G. Leo, M. Tamborra , C. Sciancalepore, M. Striccoli , M.L. Curri , A. Agostiano - TiO2 colloidal nanocrystals functionalization of PMMA: A tailoring of optical properties and chemical adsorption - SENSORS AND ACTUATORS B-CHEMICAL, Vol. , Pagg. -

149 Walter J., Joffer B., Bolzer A., Albiez H., Benedetti P.A., Müller S., Speicher M., Cremer T., Cremer M., Slovei I. - Towards many colors in fish on 3D-preserved interphase nuclei - CYTOGENETIC AND GENOME RESEARCH, Vol. 114, Pagg. 367-378

150 S. Monti(1), C. Cappelli(2), S. Bronco(2), , P. Giusti(3), G. Ciardelli(4) - Towards the Design of Highly Selective Recognition Sites into Molecular Imprinting Polymers: a Computational Approach - BIOSENSORS & BIOELECTRONICS, Vol. 22, Pagg. 153-163

151 L. Calucci, G. Pampaloni, C. Pinzino, A. Prescimone - Transition Metal Derivatives of 1,10-Phenanthroline-5,6-dione: Controlled Growth of Coordination Polynuclear Derivatives - INORGANICA CHIMICA ACTA, Vol. 359, Pagg. 3911-3920

152 N. Micali, V. Villari, G.L.M. Consoli, F. Cunsolo, C. Geraci - Vesicle-to-micelle transition in aqueous solution of amphiphilic calixarene derivatives - PHYSICAL REVIEW E, Vol. 73, Pagg. 519041-519048

153 C. Carlini, S. Giaiacopi, F. Marchetti, C. Pinzino, A. M. Raspolli Galletti, and G. Sbrana - Vinil Polymerization of Norbornene by Bis(salicylaldiminate)copper(II)/Methylalumoxane Catalist - ORGANOMETALLICS, Vol. 25, Pagg. 3692-3697

154 Patane S, Cefali E, Arena A, Gucciardi PG, Allegrini M - Wide angle near-field optical probes by reverse tube etching - ULTRAMICROSCOPY, Vol. 106, Pagg. 475-479

155 Nicoletta Depalo, Roberto Comparelli, Marinella Striccoli, M. Lucia Curri, Paola Fini, Livia Giotta and Angela Agostiano - r-Cyclodextrin Functionalized CdS Nanocrystals for Fabrication of 2/3 D Assemblies - JOURNAL OF PHYSICAL CHEMISTRY B, Vol. , Pagg. -

Articoli non ISI

1 G. Prumper, V. Carravetta, Y. Muramatsu, X. J. Liu, K. Ueda, Y. Tamenori, M. Kitajima, M. Hoshino, and H. Tanaka - Analysis of the resonant Auger decay during ultrafast fragmentation of CH3F - AIP Conference Proceedings , Vol. 811, Pagg. 144-149

2 M.Trotta e L. Fanizzi - Bioremediation: i bioni fotosintetici nell’innocuizzazione delle acque reflue industriali contaminate da metalli pesanti - L'Ambiente, Vol. XII, Pagg. 14-17

3 S. Santangelo, G. Messina, M. G. Donato, M. Lanza, C. Milone, and A. Pistone - Low-frequency Raman study of hollow multiwalled nanotubes grown by Fe-catalyzed chemical vapour deposition - Journal of Nanoscale Science & Technology, Vol. 14, Pagg. -

Articoli in atti di Convegno

1 M. Fittipaldi, C. Innocenti, C. Sangregorio, R. Buonsanti, M. L. Curri, P. D. Cozzoli, A. Agostiano - An EPR Study of Nanocrystals with an Anatase Rod-Like TiO2 Section and a Size-Tunable Magnetic Domain - 6th EFEPR- 2006 6th European Federation of EPR Groups Meeting , Madrid, Spain

2 N. Depalo, A. Mallardi, R. Comparelli, M. L. Curri, M. Striccoli, A. Agostiano - BSA conjugation of Biocompatible Semiconductor Quantum Dot Micelles - Nanomat 2006, Antalya

3 G. Alzetta, M. Auzinsh, S. Cartaleva, S. Gozzini, T. Karaulanov, A. Lucchesini, C. Marinelli, L. Moi - Coherent Population Trapping Resonance Transfer in Potassium - Fourteenth International School on Quantum Electronics: Laser Physics and Applications, Sunny Beach, Bulgaria

4 E. Fanizza, N. Depalo, M. Tamborra, R. Comparelli, M. Striccoli, A. Agostiano, M. L. Curri - Colloidal Nanoparticles: Novel Perspective for Nanopatterning - Litho 2006 Conference , Marseille (France)

5 G. Alzetta, S. Gozzini, A. Lucchesini, S. Cartaleva, T. Karaulanov, C.Marinelli, L.Moi - Electromagnetically Induced Transparency Resonances in Potassium - International Conference: Coherent Control of the Fundamental Processes in Optics and X-ray-Optics CCFP'2006, Nizhny Novgorod, Russia

6 S. G. Alzetta, Cartaleva, S. Gozzini, T. Karaulanov, A. Lucchesini, C. Marinelli, L. Moi - Electromagnetically Induced Transparency Resonances in Potassium - IV International Symposium: Laser Technologies and Lasers (LTL Plovdiv'2005), Plovdiv, Bulgaria

7 N. Kehagias, V. Reboud, M. Zelsmann, M. Striccoli, M. Tamborra, M. L. Curri, F. Reuther, M. Fink, G. Gruetzner and C. M. Sotomayor Torres - Enhancement of light extraction using nanoimprinted photonic crystals with colloidal nanocrystals - Nanomat 2006, Antalya (Turkey)

8 V. Fakhfouri, C. Ingrosso, M.L. Curri, M. Striccoli, A. Agostiano, A. Voigt, G. Gruetzner, J. Brugger - High-aspect ratio three-dimensional photoresin-based microstructures doped with luminescent nanocrystals - MNE 2006 32nd International Conference on Micro- and Nano- Engineering 2006, Barcelona (Spain)

9 G. Annino, M. Fittipaldi, M. Martinelli, S. Van Doorslaer, E. Goovaerts - High-frequency EPR applications of open nonradiative resonators - 6th European Federation of EPR Groups Meeting, Madrid

10 E. Fanizza, P. D. Cozzoli, M. L. Curri, M. Striccoli, E. Sardella, A. Agostiano - Immobilization of surface-functionalized TiO2 and gamma-Fe2O3 colloidal nanocrystals onto silicon via a UV-light induced procedure - International Conference on Nanoscience and Technology ICN+T 2006 , Basilea

11 M. Tamborra, M. Striccoli, M. L. Curri, A. Agostiano, J. A. Alduncin, D. Mecerreyes, J. A. Pomposo - Incorporation of luminescent nanocrystals in functionalized PMMA based co-polymers: novel materials for Nanoimprint Lithography - NanoFunpoly, Lyon

12 N. Depalo, A. Mallardi, R. Comparelli, M. L. Curri, M. Striccoli, A. Agostiano - Luminescent Colloidal Nanocrystals in Micelles for Bioconjugation - MRS Material Research Society Fall Meeting , Boston (USA)

13 C. Ingrosso, V. Fakhfouri, M. Striccoli, A. Agostiano, A. Voigt, G. Gruetzner, M. L. Curri, J. Brugger - Luminescent Nanocrystal Modified Photoresin for Fabrication of High-aspect Ratio Three-dimensional Microstructures - MRS Material Research Society Fall Meeting , Boston (USA)

14 M. Tamborra, M. Striccoli, M. L. Curri, A. Agostiano, D. Mecerreyes, J. Antonio Alduncin - Luminescent colloidal nanocrystals modification of functionalized poly(methyl methacrylate) based co-polymers: novel functional materials for Nano Imprint Lithography - MRS Material Research Society Fall Meeting, Boston (USA)

15 Gian Carlo Bussolino, Carlo Ferrari Giuseppe Salvetti, Elpidio Tombari - Modulated Adiabatic Scanning Calorimetry at IPCF - XI Convegno A.I.P.T., Modena

16 M. Tamborra, M. Striccoli, A. Petrella, A. Agostiano, M. B. Christiansen, A. Kristensen, M. L. Curri - Nanocomposites based on luminescent colloidal nanocrystal and thermoplastic polymer for fabrication of optical elements - International Conference on Nanoscience and Technology ICN+T 2006, Basel

17 A. Petrella, C.Ingrosso, M. L. Curri, P. Cosma, M. Striccoli, S. Rochira, M. Petrella, G. Boghetich, A. Agostiano - Nanocrystals Applied To Energy Photo-Conversion:The Role Of The Sensitizer - Proceedings VIII AIMAT Conference, Palermo (Italy)

18 G. Cristoforetti, S. Legnaioli, V. Palleschi, L. Pardini, A. Salvetti, E. Tognoni - New Perspectives in LIBS analysis of polluted soils - LASER TECHNOLOGIES FOR ENVIRONMENTAL MONITORING AND ECOLOGICAL APPLICATIONS,

19 G. Cristoforetti, S. Legnaioli, V. Palleschi, L. Pardini, A. Salvetti, E. Tognoni - On the enhancement of laser induced breakdown spectroscopy signal in double pulse configuration - LASER TECHNOLOGIES FOR ENVIRONMENTAL MONITORING AND ECOLOGICAL APPLICATIONS,

20 M.G. Donato, S. Galvagno, M. Lanza, G. Messina, C. Milone, S. Santangelo, A. Pistone - Optimisation of Multi Walls Carbon Nanotube (MWCNT) Synthesis by Catalytic C2H6 Decomposition - VIII Convegno Nazionale “Materiali Nanofasici, Roma

21 R. Comparelli, E. Fanizza, P. D. Cozzoli, M. Corricelli, M. L. Curri, M.Striccoli, G. Mascolo, A. Agostiano - Oxide/metal nanocrystalline catalysts for environmental application: degradation of organic dyes - ” E-MRS , Nice France

22 M. L. Curri, P. D. Cozzoli, E. Fanizza, R. Comparelli, A. Agostiano - Photocatalytically active nanoparticles - Cimtec International Ceramics Congress, Acireale Italy

23 M. L. Curri - Polymer nanocomposites based on colloidal nanocrystals as novel functional materials towards systems and devices - Nanoforum Conference , Milan (Italy)

24 N. Kehagias, V. Reboud, M. Zelsmann, M. Striccoli, M. Tamborra, M. L. Curri, A. Agostiano, M. Fink, F. Reuther, G. Gruetzner,C. M. Sotomayor Torres - Spontaneous emission of nanocrystals in nanoimprinted photonic structures - MNE 2006 32nd International Conference on Micro- and Nano- Engineering 2006 , Barcelona (Spain)

25 R. Comparelli, M. Tamborra, M. Striccoli, C. Giannini, M. L. Curri, A. Agostiano - Study of Photoluminescence Properties of CdS Nanocrystals During Growth: Effect of Precursors Molar Ratio - Nanomat 2006, Antalya (Turkey)

26 Roberto Comparelli1, Michela Corricelli1, Annamaria Panniello1, Maria Lucia Curri1, Angela Agostiano1,2, Antonio Licciulli3 and Giuseppe Mascolo - Study on the Photocatalytic Activity of Nanocrystalline Coupled Catalysts in Immobilized Form. - MRS, Boston (USA)

27 A. Ioachim, G. Banciu, M. I. Toacsan, L. Nedelcu, A. Dutu, G. Stoica, G. Annino, M. Cassettari, M. Martinelli - Temperature-stable compact microstrip filters on (Zr0.8, Sn0.2)TiO4 - Mediterranian Microwave Symposium, Genova

28 A. Convertino, G. Leo, M. Striccoli, M. Tamborra, C. Sciancalepore, M. L. Curri, A. Agostiano - TiO2 colloidal nanocrystals functionalization of PMMA: a tailoring of chemical adsorption and optical properties - E-MRS, Nice France

29 M. Tamborra, M. Striccoli, M. L. Curri, A. Agostiano - Tunable Luminescent Colloidal Nanocrystals – PMMA based nanocomposites for nanolithographic applications - Nanomat 2006, Antalya (Turkey)

30 E. Fanizza, P. D. Cozzoli, M. L. Curri, M. Striccoli, E. Sardella, and A. Agostiano - UV-induced covalent attachment of surface-functionalized oxide nanocrystals onto hydrophobic silicon substrate - Nanomat 2006, Antalya (Turkey)

31 N. Depalo, R. Comparelli, M. Striccoli, M. L. Curri, P. Fini, L. Giotta, A. Agostiano - a-Cyclodextrin functionalized CdS nanocrystals for fabrication of 2/3 D Assemblies - Nanomat 2006, Antalya (Turkey)

Libri

1 Ove Christiansen, Sonia Coriani, Juergen Gauss, Christof Hattig, Poul Joergensen, Filip Pawlowski, Antonio Rizzo - Accurate NLO properties for small molecules. Methods and results - Non-Linear Optical Properties of Matter: From molecules to condensed phases, Manthos G. Papadopoulos, Andrzej J. Sadlej, Jerzy , Heidelberg

2 E. Tombari (1), M. Angiuli (1), C. Ferrari (1), M. C. Righetti (1), G. Salvetti (1), A. Mattei (2), O. Lorenzini (2) - Adulterazioni dell’olio di oliva extra vergine per aggiunta di olio di semi rilevabili con calorimetria DSC - Ricerche e innovazioni nell’industria alimentare, Chiriotti , Pinerolo

3 R. Angelone (1), M. Angioli (2), F. Ciardelli (1,3), A. Colligiani (3,4), F. Greco (1),A. Romano (4), G. Ruggeri (1,3), E. Tombari (2) - An indole-based low molecular weight glass-former giving materials - Organic Optoelectronics and Photonics II in Proc. SPIE 6192, 61922M , E. A. Meulenkamp,

4 G. ALZETTA (1), S. CARTALEVA (2), S. GOZZINI (1), T. KARAULANOV (2), A. LUCCHESINI (1), C. MARINELLI (3), L. MOI (3) - Coherent spectroscopy of sodium and potassium vapour - AIP Conference Proceedings 876 , 23rd Summer School and International Symposium on the Physics of Ionized Gases,, Ed. L. Hadzievski, B.P. Marinkovic, N. Simonovic, ,

5 Nadia Ioli Pierazzini and Francesca Riccioni - Collezione di giochi ed esperimenti della Ludoteca Scientifica - Monografia, Felici Editore s.r.l, Pisa

6 L. A. Gizzi, M. Galimberti, A. Giulietti, D. Giulietti, P. Koester, L. Labate, P. Tomassini, - Fast generationfor X-ray production in ultrashort laser interactions with solids - SUPERSTRONG FIELDS IN PLASMAS: Third International Conference on Superstrong Fields in Plasmas, American Institute of Physics,

7 E. Tognoni, V. Palleschi, M. Corsi, G. Cristoforetti, N. Omenetto, I. Gornushkin, B. W. Smith and J. D. Winefordner - From sample to signal in laser induced breakdown spectroscopy: a complex route to quantitative analysis - LIBS: Principles and applications, Cambridge University Press, Cambridge (UK)

8 A. W. Miziolek, V.Palleschi, I. Schechter - LIBS: Principles and Applications - , Cambridge University Press, Cambridge (UK)

9 Leonida A. Gizzi, Marco Galimberti, Antonio Giulietti, Danilo Giulietti, Petra Koester, Luca Labate, and Paolo Tomassini, Philippe Martin, Tiberio Ceccotti, Pascal De Oliveira, and Pascal Monot - Measurements of ultrafast ionisation dynamics from intense laser interactions with gas-jets - SUPERSTRONG FIELDS IN PLASMAS: Third International Conference on Superstrong Fields in Plasmas, American Institute of Physics,

10 Gucciardi P.G., Trusso S., Vasi C., Patanè S., Allegrini M - Near-Field Raman Spectroscopy - Applied Scanning Probe Methods, Vol. V, Springer-Verlag - B. Bushan, H. Fuchs, S. Hosaka E,

11 Comparelli, M. L. Curri, P. D. Cozzoli, M. Striccoli - Optical Biosensing Based on Metal Semiconductor Colloidal Nanocrystals - Nanomaterials for Biosensors Vol. 8 Nanotechnologies for the Life Sciences, WILEY-VCH, Weinheim

12 G. Cristoforetti, S. Legnaioli, V. Palleschi, A. Salvetti and E. Tognoni - Optical Chemical Sensors for Cultural Heritage - Optical Chemical Sensors, Springer,

13 P. G. GUCCIARDI, R. MICHELETTO, Y. KAWAKAMI, M. ALLEGRINI - Polarization-modulation techniques in Near-Field Optical Microscopy for imaging of polarization anisotropy in photonic Nanostructures - Applied Scanning Probe Methods III, Springer-Verlag, New-York

14 G. Cazzoli, C. Puzzarini, G. Buffa and O. Tarrini - Pressare-broadening of the 22.2 GHz line of water: basic results for remote sensing of the atmosphere - Remote Sensing of the Atmosphere for Environmental Security, Springer,

15 S. Antoci, D.-E. Liebscher - Reinstating Schwarzschild's original manifold and its singularity - General Relativity Research Trends, Nova Science Publishers, vol. 249, New York

16 P.Cosma, F.Longobardi, A.Agostiano - Signal Transduction Techniques for Photosynthetic Proteins - Biotechnological Applications of Photosynthetic Proteins: Biochips, Biosensors and Biodevices, Maria Teresa Giardi and Elena V. Piletska,

17 L. Calucci, M. Geppi - Solid State High Resolution NMR of gluten and dough - Modern Magnetic resonance, Graham A. Webb,

18 A. Mazzaglia, N. Micali, L. Monsù Scolaro - Structural characterization of colloidal cyclodextrins: molecular recognition by means of photophysical investigation - Cyclodextrin Materials Photochemistry, Photophysics and Photobiology, Abderrazzak Douhal (Elsevier), Amsterdam

19 M. Angiuli (1), C. Ferrari (1), L. Lepori (1), E. Matteoli (1), G. Salvetti (1), E. Tombari (1), A. Banti (2), N. Minnaja (2) - Studio preliminare sull’uso della calorimetria per test di qualità e tracciabilità dell’olio extravergine di oliva - Ricerche e innovazioni nell’industria alimentare, Chiriotti, Pinerolo

20 Marco Borghesi, Lorenzo Romagnani, Satyabrata Kar, Toma Toncian, Patrizio Antici, Patrick Audebert, Erik Brambrink, Francesco Ceccherini,Carlo A. Cecchetti, Julien Fuchs, Marco Galimberti, Leonida A. Gizzi, Thomas Grismayer, Ralph Jung, Andrea Macchi, Pat - Ultrafast Charge Dynamics Initiated by High-Intensity, Ultrashort Laser-Matter Interaction - Ultrafast Charge Dynamics Initiated by High-Intensity, Ultrashort Laser-Matter Interaction, American Institute of Physics,

Rapporti

1 Fanelli N., Pospisil L. - Elettrochimica e modellistica molecolare di composti che influenzano ambiente e salute

2 C. Pinzino - METODOLOGIE INNOVATIVE PER LA VALUTAZIONE DI STRESS AMBIENTALI IN PIANTE DI POSIDONIA OCEANICA

3 C. Pinzino - METODOLOGIE INNOVATIVE PER LA VALUTAZIONE DI STRESS AMBIENTALI IN PIANTE DI POSIDONIA OCEANICA

4 Marco Pieruccini - Report on the COST-STSM-P12-02132 at the Instituto de Estructura de la Materia, C.S.I.C., Madrid, Oct-Nov 2006

Risultati progettuali

1 Ioli Nadia, Silvia Gozzini, Mauro Tagliaferri - Ludoteca Scientifica, Sperimentando in Fisica e dintorni.

2 Nadia Ioli Pierazzini, Gozzini Silvia, Mauro Tagliaferri - Ludoteca Scientifica, Sperimentando sotto la Torre in Fisica e dintorni.

Principali risorse strumentali dell’Istituto

-Infrastruttura di EPR ad alto campo ed alta frequenza a banda ultralarga. (1999) Costo 1.5 M�. Costi annuali di manut. ed 60k� per liquidi criogenici di cui 30 k� per il mantenimeno dello stato superconduttivo del magnete e 30 k� per l'effettuazione di esperimenti. -Sistema di Spettroscopia ad alta risoluzione completo di Laser Argon 12 W. (1984). Costo attuale di uno strumento equivalente 90k�. Costi annuali di manut. ed 2k� -Microscopio a Forza Atomica e a correnti di tunneling (2004) Costo attuale di uno strumento equivalente 90k�. Costi annuali di manut. 10k� -Spettrometro di Risonanza Magnetica Nucleare (NMR) con frequenza di 300 Mhz per studi anche allo stato solido (1991) Costo attuale di uno strumento equivalente 485k�. Costi annuali di manut. ed 10 k�. -Strumento per Spettroscopia meccanica dinamica (1988). Costo attuale di uno strumento equivalente 100k�. Costi annuali di manut. ed 5k�. -Laser ionico Ar+ in continua potenza massima 20 W a 60A. (1993) Costo attuale di uno strumento equivalente 150k� -Sistema per impulsi (2ps 82MHz), costituito da mode locked, cavity dumper e dye laser sincrono (Spectra Physics), per la misura della fluorescenza risolta nel tempo (1982). Costo attuale di uno strumento equivalente 150k�. Costi annuali di manut. ed 6k� -Strumentazione EPR/ENDOR (1976). Costo attuale di uno strumento equivalente 300k�. Costi annuali di manut. ed 20k�. -Laser Nd:Yag Q-Switched (Quanta Ray) con cristallo per la generazione di armoniche fino alla IV (1982). Costo attuale di uno strumento equivalente 70k�. Costi annuali di manut. ed 3,5k�. -ET-AAS Spettrometro di assorbimento atomico con fornetto di grafite per l'analisi di elementi in tracce ed ultratracce. (1990) Costo attuale di uno strumento equivalente 150k� Costi annuali di manut. ed : 15k� Laboratorio ILIL - Laser di potenza: Complesso di sistemi laser formato da: NANOLA: Laser ai nanosecondi, da 10 GW di picco, doppio fascio monomodo utilizzato per la produzione e lo studio di plasmi densi di interesse per le sorgenti X-UV innovative e per la fusione termonucleare a confinamento inerziale. (1990) PICOLA: Laser ai picosecondi, da 6 GW di picco, utilizzato per la produzione e lo studio di plasmi densi e diagnostiche dei plasmi con metodi di pump and probe.(1988) FEMTOLA: Laser ai femtosecondi, da 2 TW di picco, 10 Hz, utilizzato per lo studio dei fenomeni ultraveloci nei plasmi densi di interesse per le sorgenti X-gamma e la produzione di particelle energetiche, con applicazioni biomediche. (2006). Il sistema integrato è a sua volta costituito da: - 2 laser Nd:YAG Q-sw per il pompaggio di amplificatori Ti-Sa (Mod. LAB Spectra-Phys e Mod. Propulse Amplitude technologies); - 1 laser Nd:YVO 5W continua per il pompaggio di un oscillatore Ti-Sa (Mod. Millennia V); - un oscillatore ai femtosecondi (Mod. Tsunami-Spectra-Physics) un amplificatore Ti-Sa a due stadi - rigenerativo + 2 -passi (modello TSA - Spectra pHysics); - un amplificatore Ti-Sa a 6 passi (Mod. Amplitude Technologies). Costo di uno strumento equivalente: NANOLA: 800 K� PICOLA: 500 K� FEMTOLA: 500 K� Costi annuali di manut.: NANOLA: 15 K� PICOLA: 8 K� FEMTOLA: 15 k�/anno per sostituzione componenti. -Framing Camera IMACON 790 (1992) Costo attuale di uno strumento equivalente: 45k� Costi annuali di manut. ed : 1k�. -Laboratorio Laser Cooling -L'infrastruttura per Laser Cooling dispone di varie sorgenti laser per raffreddamento e spettroscopia atomica e molecolare, di sistemi UHV (camere e pompe rotative, a diffusione, turbomolecolari e ioniche). In particolare dispone di un c.w. ring dye laser (Coherent 899-21) pompato da laser ad argon e di un laser impulsato Nd:YAG al ns (Continuum Surelite I-20) che pompa un dye laser impulsato Quantel. (1990 – 2000) Costo attuale di uno strumento equivalente: 100 K� per il ring dye laser, 50K� per il laser Nd:YAG Costi annuali di manut. ed : 4k�.

-Strumentazion e per spettroscopia dielettrica larga banda Time and Frequency Domain (1992-1998) Costo attuale di strumenti equivalenti: 100k� Costi annuali di manut. ed 1k� -Sistema Analisi Termica TM-DSC, DSC, TMA e TGA (1990) Costo attuale di strumentazione equivalente: 150k� Costi annuali di manut. ed 2k� -Calorimetri multimodo anche combinati alla dielettrometria (2000) Trattasi di prototipi innovativi su brevetto CNR in corso di ingegnerizzazione. Valore stimato: 120 k�. Costi annuali di manut. ed 3k� -Calorimetro TAM (1995) Valore attuale 80k� Costi annuali di manut. 3k�. 2 Densimetri a capillare vibrante (1990) Costo attuale 60k�.Costi annuali di manut. 1k� Centro di calcolo del Molecular Modelling Laboratory ( MML ): Cluster 16 unità Athlon biprocessore;Cluster 16 unità Dual Opteron Dual core; Cluster 5 unità Dual Opteron Dual core; 11 Workstations: 6 Athlon biprocessori , 2 Pentium 4, 3 DEC-alpha Costo attuale di computer equivalenti: 80k� Costi annual1k�i di manut. 5k� - Prot. 2 Spettrometri di fluorescenza atomica, 100k� Considerazioni generali ed elementi di autovalutazione

Considerazioni generali Elementi di autovalutazione L'Istituto è distribuito su tre sedi (Pisa, Bari, Messina); ha costituito 9 Commesse per attività a carattere strategico e 1 con attività di sviluppo competenze, tutte nel Dipartimento Materiali e Dispositivi, e in cinque (tre) Progetti del Dipartimento; ha attivato due ricerche spontanee a tema libero. Le dimensioni dell'Istituto (circa 140 unita' di personale) e la sua distribuzione geografica, disciplinare e tematica avrebbero richiesto un particolare sforzo organizzativo collegato ad un significativo sforzo finanziario per determinare i potenziali effetti positivi; il processo di riaggregazione operativa è stato avviato utilizzando anche incentivazioni con i mezzi assai limitati dell'Istituto. Il lungo periodo di avvio della recente riforma e il tipo di organizzazione che ne è risultato non hanno favorito questo processo; la formazione delle Commesse sembra aver favorito articolazioni e in un certo senso segregazioni connesse ad aspetti culturali, disciplinari e di localizzazione geografica probabilmente connesse con le peculiarità e la storia dell'Istituto. L'aspetto più limitante si è dimostrata la crescente scarsità delle disponibilità finanziarie, in particolare dal CNR che, dopo ripetute riduzioni, non sono più sufficienti a garantire il funzionamento di base dell'Istituto. L'attuale parcellizzazione del personale e del supporto finanziario, l'impossibilità dell'Istituto di assicurare azioni concertate e di coordinamento (ora affidate ad altre strutture) e di erogare i necessari supporti tecnici e strutturali, ostacolano le finalità per le quali era stato concepito ed avviato l'Istituto e determinando una dialettica interna. Le attività dell'Istituto mostrano un carattere prevalente di ricerca di base con interesse per obiettivi anche applicativi. La produzione scientifica resta di buon livello e mostra una tendenza positiva; vi sono vari gruppi che appaiono ben integrati in progetti nazionali, programmi europei, progetti regionali, collaborazione con imprese, grazie alla natura e alla competitività della proposta scientifica complessiva. Altri gruppi, pur denotando difficoltà nell'accesso a finanziamenti esterni, per l'ottimo livello scientifico già acquisito, continuano a produrre risultati di notevole rilievo. In assenza di opportuni interventi strategici, la tendenza positiva non potrà continuare; infatti, la impossibilità di una programmazione, l'affidamento della sopravvivenza dei diversi gruppi a finanziamenti esterni tra loro scorrelati, produce inevitabilmente il declino delle attività più marcatamente di sviluppo con effetti particolarmente penalizzanti sul processo di formazione dei giovani ricercatori che sono costretti ad adattarsi alle esigenze applicative di progetti altrui senza poter sviluppare le conoscenze di base necessarie per una buona formazione. Le conseguenze più negative potranno esservi per le infrastrutture di ricerca e per gli aggregati di strumentazione: come dimostrato a livello internazionale, queste strutture possono rimanere competitive solo se, pur con le necessarie valutazioni, viene garantito il personale e lo sviluppo e la manutenzione degli apparati di ricerca.

Punti di forza L'Istituto presenta vari punti di eccellenza scientifica, tra i quali possiamo citare: i vari laboratori impegnati in studi sulla "soft matter" e sulla materia complessa; l'attività in questo campo appare efficacemente competitiva con quella di analoghe strutture internazionali; la partecipazione, assieme ad un altro Istituto e ad una Unità di Roma3 alla costruzione e messa a punto del nuovo diffrattometro per liquidi NIMROD (Near and InterMediate Range Order Diffractometer), che verrà installato presso la nuova sorgente (TS2) presso ISIS (Uk); si tratta dell'unica realtà europea coinvolta nel progetto per realizzare strumentazione. lo studio degli atomi e delle molecole ultrafredde e la loro utilizzazione nel campo delle nanostrutture e del quantum computing; le applicazioni in vari campi (dall'ambiente, ai processi industriali ai beni culturali) degli studi dell'interazione laser-materia; lo sviluppo e l'applicazione di metodi quanto meccanici per la modellizzazione di strutture, proprietà e reattività molecolari e dello stato solido; gli studi e gli apparati strumentali (sorgenti X accordabili, accelerazione di elettroni ad alto gradiente di campo, diagnostica X per immagini, sistema Laser ai femtosecondi) che potranno consentire al gruppo per la fotonica ad alto campo una significativa partecipazione al 7° FP; aspetti sperimentali e modellistici delle dinamiche e dei processi di rilassamento in sistemi molecolari; lo sviluppo di microscopie innovative sia ottiche che a scansione; la realizzazione e l'utilizzo di tecniche calorimentriche innovative, anche combinate a dielettrometria e viscosimetria, nello studio di materiali e di processi chimico-fisici; lo sviluppo e/o l' applicazione di metodologie chimiche, analitiche e spettroscopiche per lo studio di sensori, la rilevazione di elementi in ultratracce e lo studio di processi di degrado ambientale; lo sviluppo e la messa a punto di risuonatori metallici e dielettrici per spettroscopia dielettrica ed EPR ad alta frequenza e ad alto campo; lo sviluppo di sorgenti di radiazione elettromagnetica per applicazioni innovative anche nel campo metrologico e medicale; la progettazione, realizzazione e caratterizzazione di sistemi con proprietà legate alla loro organizzazione gerarchica per applicazioni in campo biomedico, sensoristico e in dispositivi optoelettronici; Ad alcune strutture la CE, basandosi sul complessivo lavoro svolto, tramite i suoi programmi specifici ha conferito ruoli di infrastruttura: il Laboratorio di Termodinamica e Caratterizzazione dei Materiali inserito nella European Evitherm Society, operante nel settore delle proprietà termofisiche dei materiali, all'interno della quale il CNR è rappresentato da un ricercatore dell'IPCF; il Laboratorio di EPR ad alto campo e alta frequenza per cinque anni leader di una rete CE di analoghe Infrastrutture. Un ricercatore dell'IPCF ha partecipato all'European Strategy Forum on Research Infrastructures (ESFRI) per la predisposizione di una European Roadmap for Research Infrastructures. Il gruppo di fotonica ad alto campo è in posizione per partecipare ad uno dei progetti ESFRI per la costituzione di una facility Laser per studi di fusione inerziale. Per le RSTL si possono citare gli studi sulla chimica dei sistemi autoorganizzati e delle nanoparticelle metalliche e gli studi sugli aspetti non lineari in plasmi di interesse spaziale. Tra le attività maggiormente sviluppate nell'Istituto si pone la formazione, la quale ha consentito di addestrare numerose unità di personale. Aspetti critici: il personale Il problema dei pensionamenti di personale sia tecnico che ricercatore (14 unità di personale tra il 2003 e il 2006) si concentra sulla sede di Pisa. La mancanza di turnover (due soli ricercatori assunti nello stesso periodo) porta ad un importante deficit di forza lavoro e fa mancare al personale più giovane il supporto formativo di persone di grande qualificazione. In alcuni casi il collocamento a riposo dei ricercatori senza avere avuto la possibilità di affiancarli con giovani, può portare alla sostanziale chiusura di laboratori e/o all'eliminazione di aree di competenza dell'Istituto. La mancanza di reclutamento di giovani e la necessità di svolgere attività anche nell'ambito di progetti

esterni, ha richiesto la presenza anche molto prolungata (fino a dieci anni) di vari ricercatori a tempo determinato, i quali hanno assunto ruoli essenziali nei loro laboratori, configurando un reale stato di precarietà. La problematica del personale richiede alcuni interventi immediati, a partire dalle situazioni in cui sono presenti queste condizioni di precariato, e un piano di breve/medio termine per nuovo personale. Aspetti critici: i servizi La notevole esperienza e qualità del personale tecnico già operante negli Istituti che hanno costituito l'IPCF hanno consentito un fondamentale supporto alle attività sperimentali anche per le necessità legate alle attività contrattuali. La mancanza di risorse non ha consentito l'aggiornamento delle attrezzature; inoltre è stato possibile l'addestramento ad un sufficiente livello solo di una unità di personale per officina meccanica. La rapida successione di pensionamenti (anche in questo caso riferita alla sede di Pisa) sta determinando perdite di competitività e creando difficoltà nello svolgimento delle attività previste nei contratti di ricerca. Aspetti critici : le sedi Messina: costruzione del nuovo edificio di proprietà del CNR. Forte impegno del personale mentre, dal punto di vista economico, l'Istituto ha gestito la spesa per attività legate al trasferimento senza uno specifico finanziamento dell'Ente:questo ha determinato situazioni conflittuali e difficoltà gestionali in un momento di serie riduzioni di budget. Bari: Il Dipartimento di Chimica dell'Università ospita la sede di Bari. Una Convenzione ha consentito di utilizzare i servizi, i supporti e gli ambienti messi a disposizione con costi relativamente modesti. La Convenzione è alla scadenza e si ritiene che la nuova Convenzione comporterà dei costi sensibilmente superiori. La sede di Bari, oltre al personale CNR e ai Professori associati all'Istituto, vede una folta presenza di studenti ai vari livelli; è necessario valutare una sistemazione edilizia nell'ambito dell'Area della Ricerca di Bari. Pisa: E` stato necessario trasferire parte dell'infrastruttura di alto campo e alta frequenza nel nuovo edificio non ancora terminato. Il magnete a superconduttore è stato disattivato e poi riattivato; inoltre le strutture sperimentali sono state riadattate ai nuovi ambienti, bloccando le attività per alcuni mesi. Proposta di interventi organizzativi Evoluzione organizzativa Considerando la forte multidisciplinarietà dell'Istituto e la sua specifica attitudine allo sviluppo di metodologie, si dovrà curare una maggiore proiezione delle varie Commesse verso ulteriori Progetti del Dipartimento MD, verso altri Dipartimenti e verso attività interdipartimentali. Questo dovrebbe meglio accordarsi con l'articolazione delle competenze presenti che spesso trovano limitazioni nei contenuti programmatici dei singoli Progetti. Aspetti critici: i concorsi Sono finalmente avviati i concorsi previsti per la sede di Messina nell'ambito dell'accordo CNR/MIUR. ma non l'iter concorsuale per il posto di tecnico già bandito nell'ambito della suddetta intesa di programma. Per il posto di ricercatore a tempo indeterminato, assegnato più di un anno fa dal Comitato Ordinatore alla sede di Pisa, Commessa Salvetti, il bando relativo non è ancora stato pubblicato. Aspetti critici: i laboratori Nei diversi laboratori dell'Istituto sono presenti grossi agglomerati di apparecchiature, grandi apparecchiature e vere e proprie infrastrutture di ricerca. L'indebolimento del supporto finanziario da parte dell'Ente favorisce l'obsolescenza degli apparati sperimentali e frena l'espansione degli agglomerati di macchine per il calcolo, in quanto molte tipologie di progetto non consentono l'acquisizione o l'aggiornamento delle apparecchiature. Alcune di queste apparecchiature sono state acquisite come "grandi apparecchiature" ricevendo per parecchi anni finanziamenti ad hoc per la manutenzione. Tali finanziamenti sono cessati da qualche anno: la ristrettezza dei finanziamenti non ha consentito il mantenimento dei contratti di manutenzione e il funzionamento è affidato alla casualità. Alcuni laboratori non hanno invece mai usufruito di finanziamenti per le grandi apparecchiature come ad esempio, per la sua storia e recente costituzione, la sede di Bari. Anche l'infrastruttura di EPR ad alto campo e alta frequenza, inserita in una Convenzione con INFM e INSTM ha ricevuto per alcuni anni un contributo per i consumi di liquidi criogenici, contributo

cessato negli ultimi anni e i relativi costi sono stati caricati, impropriamente, su progetti esterni. Si richiedono quindi interventi mirati e programmati da parte del CNR, senza i quali la competitività nel panorama scientifico e tecnologico di molti gruppi continuerà a scemare e le possibilità di ottenere contratti esterni diminuirà assieme all'operatività delle strutture.

ISTITUTO DI STRUTTURA DELLA MATERIA Direttore: Dott Paolo Perfetti Sede principale: Via del Fosso del Cavaliere, 100 - 00133 Roma (RM) Articolazione territoriale: Tor Vergata, Montelibretti, Luce di Sincrotrone, Trieste Sito web dell'Istituto: www.ism.cnr.it Dipartimento di prevista afferenza Materiali e Dispositivi Missione

Incrementare la ricerca nel campo della sintesi e caratterizzazione di materiali innovativi che vengono prodotti e studiati con particolare riguardo alla loro funzionalità ed al loro possibile impiego nel campo della dispositivistica avanzata. Attività di ricerca (2006) Commesse

• Tecnologie e sistemi innovativi per la formazione e supporto tecnologico alle amministrazione pubbliche ed alle imprese

• Fotonica a raggi X • Materiali Magnetici Nanostrutturati • Proprietà magnetiche, elettroniche e funzionali di aggregati di dimensione atomica • Materiali Ibridi Organici-Inorganici • Superfici Funzionalizzate, Interfacce, Riconoscimento Molecolare e Catalisi • Microscopia a Scansione a Sonda Locale su sistemi nanostrutturati e materiali biologici Moduli

• Tecnologie e sistemi innovativi per la formazione e supporto tecnologico alle amministrazione pubbliche ed alle imprese

• Fotonica a raggi X • Materiali Magnetici Nanostrutturati • Proprietà magnetiche, elettroniche e funzionali di aggregati di dimensione atomica • Materiali Ibridi Organici-Inorganici • Superfici Funzionalizzate, Interfacce, Riconoscimento Molecolare e Catalisi • Microscopia a Scansione a Sonda Locale su sistemi nanostrutturati e materiali biologici • Indagini Innovative per il monitoraggio delle superfici di manufatti di interesse architettonico,

storico-artistico e archeologico • Caratterizzazione strutturale e funzionale di nanostrutture ibride organico/inorganico RSTL

• Sistemi e dispositivi per l' attuazione del protocollo di Kyoto • Direzione Generale - Funzionalizzazione della superficie del silicio cristallino per l'ancoraggio

covalente di nanoparticelle magnetiche • "Sintesi ""in situ"" di composti organici ed inorganici semiconduttori in nanotubi di carbonio"

Attività Commesse Tecnologie e sistemi innovativi per la formazione e supporto tecnologico alle amministrazione pubbliche ed alle imprese

Progetto: Sistemi e materiali complessi Dipartimento: Materiali e Dispositivi Responsabile: PERFETTI PAOLO

Risultati conseguiti Sono stati conseguiti significativi risultati nella partecipazione a diversi progetti a livello nazionale ed europeo. Il progetto europeo EDEN e' entrato nella fase operativa e l'utilizzo della piattaforma di groupware sviluppata e' in costante espansione; sono inoltre state organizzate giornate di divulgazione pubblica sull'utilizzo della rete internet da parte dei giovani. Diverse applicazioni di calcolo scientifico sono state implementate nel sistema di GRID computing. Sono stati avviati accordi a livello territoriale per l'erogazione di servizi telematici. E' stato ottenuto il rinnovo della certificazione ISO 9001:2000 per la progettazione e la realizzazione di corsi di formazione continua e superiore. Prodotti della ricerca (2006)

Principali collaborazioni Le collaborazioni in atto vedono coinvolti i soggetti con i quali erano già stati avviati contatti o erano in atto collaborazioni formalizzate. Si segnalano a tale proposito il protocollo d'intesa con l'Ufficio Scolastico Regionale per il Lazio e la collaborazione con il Servizio di Polizia Postale e delle Comunicazioni. Diversi contatti con piccole e medie imprese sono in corso per la partecipazione a progetti e la realizzazione di attivita' comuni.




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2006 0 0 0 0 0 0 0 0 2 0

Principali risorse strumentali utilizzate Piattaforme di web hosting. Sistemi di groupware e lavoro on-line. Infrastruttura di GRID-computing. Sistema di teleconferenza. Strutture didattiche. Fotonica a raggi X

Progetto: Componenti e sistemi fotonici Dipartimento: Materiali e Dispositivi Responsabile: ROSSI ALBERTINI TIRANNI VALERIO

Risultati conseguiti Gli studi hanno riguardato materiali di interesse tecnologico, in particolare quelli che costituiscono la parte attiva o sensibile di dispositivi, quali sensori di gas inquinanti, celle solari organiche, trasduttori elettroacustici, materiali magnetici per la memorizzazione di dati. Le misure sono state svolte tanto in condizioni statiche, che in condizioni dinamiche, ovvero in-situ durante il funzionamento del dispositivo stesso. Nell'ambito del progetto NUME per lo studio di nuove membrane ed elettrodi per celle a combustibile, si è studiato il grado di idratazione delle membrane polimeriche a conduzione ionica che svolgono il ruolo di elettroliti solidi nelle celle a combustibile. Inoltre: studi di caratterizzazione strutturale di altri materiali (biocompatibili, semiconduttori, nanofasici, manufatti artistici); studi riguardanti apparecchiature per raggi X; studio dei parametri Auger per gli elementi chimici compresi dall' Al al Cl.2 nell'ambito di indagini su aspetti antichi e moderni della Chimica. Prodotti della ricerca (2006)

Principali collaborazioni ENEA-CRF, Frascati INFN-LNF ESRF, Grenoble, Francia Università "Tor Vergata" Dipartimento di Ingegneria Dipartimento di Chimica, Università La Sapienza, Roma1 Dipartimento di Fisica, Università La Sapienza Roma1 Dipartimento di Chimica, Università di Camerino, Dipartimento di Ingegneria, Università Tor Vergata, Roma2 Dipartimento di Chimica, Università di Pavia, Dipartimento di Chimica, Università di Padova Dipartimento di Chimica, Università di Perugia Dipartimento di Fisica, Università di Pisa, INFN-Laboratori Nazionali di Frascati, ENEA-Frascati Dipartimento di Fisica, Università La Sapienza di Roma


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2006 0 5 0 0 0 1 0 0 6 0




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0 2 0 1 1 0 0 4 Principali risorse strumentali utilizzate Quattro macchine da laboratorio a raggi X, a dispersione di energia: un diffrattometro, un riflettometro, un tomografo e uno spettrometro. Un microscopio AFM. Laser ottici e strumentazione relativa Sorgenti di raggi X al plasma. Ottiche di raggi X. Diffrattometri a raggi X tradizionali. Spettrometro di elettroni a tempo di volo. Linee di luce presso il sincrotrone europeo di Grenoble (ESRF) e di Elettra a Trieste Materiali Magnetici Nanostrutturati

Progetto: Materiali magnetici funzionali Dipartimento: Materiali e Dispositivi Responsabile: AGOSTINELLI ELISABETTA

Risultati conseguiti E' proseguito lo studio strutturale, microstrutturale e magnetico di film da PLD del sistema CoPt/Pt/MgO e sono stati ottenuti sistemi "Tilted" che hanno mostrato proprietà molto promettenti come mezzi per la registrazione magnetica perpendicolare. Sono stati inoltre studiati sistemi Co/CoO in forma di film continui e dots di varie dimensioni e si è osservato un drastico aumento di Hc e dell'EB per i dot di 50 nm. Nanoparticelle di magnetite sono state ancorate a substrati di silicio cristallino seguendo una nuova procedura. La caratterizzazione STM ha evidenziato un miglioramento nella capacità di ordinamento delle particelle sul substrato. Sono state preparate, per via chimica in fase acquosa, nanoparticelle di ossido di ferro ed è stata completata la caratterizzazione strutturale e morfologica. La caratterizzazione magnetica preliminare mostra la presenza di isteresi termica che potrebbe essere attribuita alla coesistenza di fasi magnetiche metastabili. Sono state preparate per via chimica nanoparticelle di lega FePt ad elevata anisotropia magnetica. Sono state eseguite deposizioni preliminari di array lineari di singole particelle FePt su substrato di silicio da un monolayer Langmuir-Blodgett in fase organica. Lo studio della dipendenza angolare della coercivita' in ML Co-Pd ha evidenziato il ruolo predominante di meccanismi alla Stoner - Wolfhart per il processo d' inversione della magnetizzazione. In sistemi costituiti da nanoparticelle di Co (1.6 nm in diametro) disperse in matrice di Mn e' stato evidenziato come l'interazione di scambio operante all' interfaccia particella–matrice provochi un aumento di Hc e della stabilita' magnetica. Sono stati studiati gli effetti di "aging" sulle

proprietà exchange bias di grani di Fe in matrice di Fe-ossido strutturalmente e magneticamente disordinata. Prodotti della ricerca (2006)





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0 2 0 2 0 1 0 5 Principali risorse strumentali utilizzate Sistema di deposizione PLD Laser a eccimeri KrF Laboratori per sintesi chimica Sistema di deposizione Langmuir-Blodgett Microscopio STM - UHV Microscopio AFM EDXD, EDXR Magnetometro SQUID 2<T<400K; H=5.5 T Magnetometro VSM 77<T<780K; H= 2 T Proprietà magnetiche, elettroniche e funzionali di aggregati di dimensione atomica

Progetto: Materiali magnetici funzionali Dipartimento: Materiali e Dispositivi Responsabile: CARBONE CARLO

Risultati conseguiti Sono stati esaminate proprietà magnetiche ed elettroniche di semiconduttori diluiti, di sistemi nanostrutturati e di bassa dimensionalità. Nel quadro del progetto FIRB sono stati oggetto di indagini sperimentali e teoriche effetti di inomogeneità in sistemi di semiconduttori magnetici diluiti. Si è dimostrata la coesistenza di fasi parama- e ferro-magnetiche in film di leghe MnGe, dovuta alla presenza di nanoprecipitati ferromagnetici. Sono stati inoltre condotti numerosi studi su sistemi metallici nanostrutturati, sintetizzati mediante processi di auto organizzazione su superfici. In particolare, si è rilevata una energia di anisotropia magnetica estremamente alta (ca.10


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2006 0 6 0 0 0 0 0 0 16 0

meV/atomo)per atomi singoli e piccoli clusters Co dispersi su superfici cristalline di Pd. Questo è il più alto valore di anisotropia magnetica ad oggi noto per qualsiasi classe di materiali. Studi di fotoemissione su film metallici hanno esaminato effetti di confinamento elettronico su sistemi con caratteristiche monodimensionali, di potenziale interesse per effetti di trasporto e magneto-resistenza. I risultati sono presentati in 13 pubblicazioni, di cui 2 Phys.Rev.Lett., 2 Appl.Phys.Lett. e 3 Phys.Rev.B. Prodotti della ricerca (2006)

Principali collaborazioni Collaborazioni principali: Ecole Politechnique, Losanna (Prof. Harald Brune, Dr. Pietro Gambardella); Max-Planck Institut, Stoccarda (Prof. Klaus Kern); Forschungszentrum Juelich (Prof. Stefan Bluegel, Prof. Peter Dederichs); SISSA-CNR-INFM, Trieste (Prof. Stefano Baroni); BESSY, Berlin (Prof. Wolfgang Eberhardt); SNS, Pisa (Prof. P. Giannozzi); Universite de Gergy-Pontoise (Prof. K. Hricovini); Universite' de la Provence et CRMCN-CNRS Laboratoire, Marseille (Prof. Guy Le Lay).




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0 0 0 1 0 0 0 1 Principali risorse strumentali utilizzate - linee di luce VUV e Polar al sincrotrone Elettra, Trieste. - linea di luce ID8 al sincrotrone ESRF, Grenoble. - spettrometri per fotoemissione con alta risoluzione angolare ed energetica. - magnete superconduttore per misure in UHV ad alto campo e bassa temperatura. - camere per UHV con strumentazione per crescita in situ per MBE e loro caratterizzazione (LEED, RHEED, Auger, magnetometria Kerr, evaporatori di vario tipo). Materiali Ibridi Organici-Inorganici

Progetto: Nanoscienze e nanotecnologie Dipartimento: Materiali e Dispositivi Responsabile: BELLITTO CARLO

Risultati conseguiti


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2006 0 17 0 0 0 0 0 0 0 0






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0 0 0 0 0 0 0 0 Principali risorse strumentali utilizzate Tre apparati per la crescita di films sottili: Langmuir-Blodgett, evaporatori ad Alto Vuoto e ad Ultra Alto Vuoto. Strumento LEED Due spettrometri UV-Visibile e N-IR. Spettrometro FTIR. Spettrometro IR. Spettrometro per Fluorescenza Strumento per Assorbimento Atomico. Diffrattometro a raggi X per polveri Diffrattometro a raggi X per films sottili. Dry-Box per preparazione campioni sensibili all'ossigeno. Mulino di polverizzazione materiali. Microscopio AFM. Quattro stazioni di calcolo matematico avanzato. Due forni tubolari ad alta temperatura. Due forni termostatici. Strumenti Utilizzati (extra commessa): Spettrometro NMR. Spettrometro XPS. Microscopi TEM, SEM e STM. Apparato per la TGA. Strumenti per la misurazioni proprietà magnetiche SQUID e VSM. Strumenti per la misurazione delle proprietà elettriche e elettrochimiche dei materiali.


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2006 0 10 0 0 0 0 0 0 8 0

Superfici Funzionalizzate, Interfacce, Riconoscimento Molecolare e Catalisi

Progetto: Nanoscienze e nanotecnologie Dipartimento: Materiali e Dispositivi Responsabile: ZEMA NICOLA

Risultati conseguiti -Funzionalizzazione di superfici con molecole chirali – Nel 2006 e' proseguito lo studio della dinamica di interazione dell'alaninolo con la superficie di Cu(100). Si sono studiate le variazioni degli stati elettronici di core e di valenza al variare del ricoprimento fino al monolayer, osservando che, per un singolo enantiomero, a bassi ricoprimenti (sotto il monolayer) la crescita e' disordinata ma che alla saturazione si costituisce una struttura chirale ordinata che e'stata caratterizzata con LEED ed STM. Sono state investigate anche le proprieta' strutturali legate alla crescita di un monolayer ottenuto per esposizione alla soluzione racemica dell'alaninolo. Questa condizione sembra evidenziare un processo di risoluzione enantiomerica indotta dal self-assembling superficiale. Attualmente sono in sviluppo simulazioni teoriche allo scopo di sviluppare un modello per la geometria di adsorbimento. 2: Ancoraggio di oligonucleotidi su carbonio grafitico – Si e' messo a punto un protocollo per l'ancoraggio di oligonucleotidi sulla superficie di glassy carbon, sfruttando il know how proveniente dal lavoro analogo svolto nel 2005 su silicio. Prodotti della ricerca (2006)

Principali collaborazioni Dipartimento di Chimica della Universita "La Sapienza",Roma Dipartimento di Farmacia della Universita "La Sapienza", Roma Dipartimento di Chimica della Universita di Trieste ISMN-CNR




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0 1 0 2 0 0 1 4 Principali risorse strumentali utilizzate - Apparati per spettroscopia UPS ed assorbimento con LdS nel VUV e soft X-ray, in UHV. - Strumentazione da laboratorio per produzione di superfici pulite(sputtering ed annealing), deposizione e caratterizzazione LEED/Auger ed XPS. - Strumentazione per caratterizzazione ottica ed UV.


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2006 0 8 1 2 1 0 0 0 0 0

Microscopia a Scansione a Sonda Locale su sistemi nanostrutturati e materiali biologici

Progetto: Nanoscienze e nanotecnologie Dipartimento: Materiali e Dispositivi Responsabile: CRICENTI ANTONIO

Risultati conseguiti Si e' gestito la linea di infrarosso del FEL di Nashville (USA) accoppiata con un nostro SNOM e si sta continuando uno spin-off con la societa' Assing. Sono stati studiati campioni di LiF irraggiati con soft X-ray su cui erano depositati campioni di varia natura (cellule, agglomerati metallici etc.). Sono state effettuati studi ab initio sulla superficie Sn/Ge(111): calcoli di struttura elettronica nell'ambito della teoria del funzionale densità (DFT) e calcolo di correzioni alla struttura a bande utilizzando l'approssimazione GW. Con AFM si sono osservati monolayer di DNA su superficie di silicio idrogenata. Si e' continuato lo studio dell'effetto di danneggiamento da radiazione in keratinociti umani sottoposti a campi magnetici (50Hz; 1mT), e si e' correlato la morfologia e struttura della membrana dei globuli rossi con gli effetti dovuti all'utilizzo di agenti chimici con quelli occorrenti in alcune patologie. Si sono infine caratterizzate mediante AFM/SNOM e spettroscopia Vis/IR membrane sintetiche utilizzabili per la nanofiltrazione dell'acqua. Per l'interfaccia Fe/NiO(001) si e' studiato il buckling, lo stato di ossidazione e i parametri di interfaccia del Ferro mediante LDS. Prodotti della ricerca (2006)

Principali collaborazioni Ecole Politecnique Federale, Lausanne, Svizzera Vanderbilt University, USA -Dip. Fisica, UNI Roma 1, 2, 3, Roma -Dip. Scienze Biochimiche, UNI Roma 1 -Dip. Geologia, UNI Roma 1 ENEA Université Lyon1/CNRS CNR, IC IMIP IDAC IMM ESRF , Grenoble, Francia Winsconsin University, USA Naval Research Laboratory, USA - Ditta RMP, Roma - Ditta Assing, Roma - Tecnopolo Tiburtino, Roma - Centro Roma Ricerche, Roma.




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2006 1 19 2 0 6 0 0 0 0 0

Principali risorse strumentali utilizzate Microscopio STM in ultra alto vuoto raffreddabile a 2.3K. Microscopi AFM-SNOM presso la beamline IR-SNOM del FEL di Nashville (USA). Microscopi STM, AFM e SNOM di varie tipologie. Microscopi SNOM per acquisizione in modalità poco perturbativa per caratterizzazioni di sistemi biologici in evoluzione temporale. Camera ultra alto vuoto per misure ARUPS, XPS e SDR. Microscopio elettronico SEM. Attività Moduli Tecnologie e sistemi innovativi per la formazione e supporto tecnologico alle amministrazione pubbliche ed alle imprese

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

Progetto: Sistemi e materiali complessi Dipartimento: Materiali e Dispositivi Responsabile: PERFETTI PAOLO

Risultati conseguiti 2. Risultati conseguiti I consistenti investimenti effettuati nei periodi precedenti hanno permesso un notevole incremento del livello qualitativo delle azioni intraprese ed hanno agevolato la presenza nella partecipazione a progetti. Sono stati consolidate diverse collaborazioni con amministrazioni pubbliche e PMI, mirate ad iniziative di formazione, infrastruttura e trasferimento tecnologico. Il progetto europeo EDEN ha avviato la fase operativa (settembre 2006) iniziando un'intensa attività di divulgazione e lavoro con le scuole, è stata superata con successo la fase di valutazione annuale del progetto da parte della Commissione Europea ed e' stata accordata la seconda tranche di finanziamento. Diverse applicazioni di calcolo scientifico sono state implementate nell'infrastruttura grid. Prodotti della ricerca (2006)

Principali collaborazioni Sono state rafforzate le collaborazioni in atto che hanno riguardato principalmente i soggetti con i quali già erano in corso accordi o contatti. per quanto riguarda la formazione, un importnte soggetto di riferimento è l'Ufficio Scolastico Regionale per il Lazio. Si sono rafforzati i contatti in corso con il Servizio di Polizia Postale e delle Comunicazioni, finalizzati allo svolgimento di attività di formazione e supporto tecnico. La partecipazione alla preparazione di numerosi progetti in ambito nazionale ed europeo, ha consentito l'avvio di numerosi contatti e collaborazioni con istituzioni pubbliche, aziende ed organizzazioni non governative.


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2006 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0




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0 0 0 0 0 2 0 2 Fotonica a raggi X

Commessa: Fotonica a raggi X Progetto: Componenti e sistemi fotonici Dipartimento: Materiali e Dispositivi Responsabile: ROSSI ALBERTINI TIRANNI VALERIO

Risultati conseguiti Approfondimento della comprensione dei meccanismi di interazione tra gas e sensori metallo organici. Descrizione del comportamento di polimeri attivi nelle varie condizioni in cui si sono trovati ad operare. Correlazione tra il grado di idratazione space-time resolved delle membrane di celle a combustibile e le loro proprietà di trasporto ionico. Prime misure di raggi X in-situ su celle a combustibile in laboratorio. Prodotti della ricerca (2006)

Principali collaborazioni Dipartimento di Chimica, Università La Sapienza, Roma1 Dipartimento di Chimica, Università di Camerino, Dipartimento di Ingegneria, Università Tor Vergata, Roma2 Dipartimento di Chimica, Università di Pavia, Dipartimento di Chimica, Università di Padova Dipartimento di Chimica, Università di Perugia ESRF-Grenoble Dipartimento di Fisica, Università di Pisa, INFN-Laboratori Nazionali di Frascati, ENEA-Frascati Dipartimento di Fisica, Università La Sapienza di Roma


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2006 0 5 0 0 0 1 0 0 6 0




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0 0 0 0 0 0 0 0 Materiali Magnetici Nanostrutturati

Commessa: Materiali Magnetici Nanostrutturati Progetto: Materiali magnetici funzionali Dipartimento: Materiali e Dispositivi Responsabile: AGOSTINELLI ELISABETTA

Risultati conseguiti -Sono stati ottenuti sistemi a base di CoPt "Tilted" che hanno mostrato proprietà molto promettenti come mezzi per la registrazione magnetica perpendicolare (4 assi facili di magnetizzazione tiltati). - E' stato osservato un drastico aumento di campo coercitivo e dell'EB per i dot di Co/CoO di dimensioni 50 nm. - Nanoparticelle di magnetite hanno mostrato un comportamento superparamagnetico con deboli interazioni interparticella. La caratterizzazione magnetica di nanoparticelle di ematite ha mostrato la presenza di isteresi termica. Sono stati evidenziati meccanismi alla Stoner -Wolfhart per il processo d‚ inversione della magnetizzazione in ML ad anisotropia magnetica perpendicolare. E' stato evidenziato come l'interazione di scambio operante all'interfaccia particella- matrice provochi un aumento della stabilita' magnetica . Prodotti della ricerca (2006)

Principali collaborazioni Nazionali: CNR, ISM-TV - (XR Reflectivity, EDXRD, MBE) CNR, ISM Nanoscienze (RX) CNR, ISMN (RX e XPS) CNR, IFN (EBL) CNR, ISC, Mlib (Sincrotrone) CNR- ISC-Sez Montelibretti (film semimetallici) CNR- IMIP- Sez. Montelibretti (complessi intercalati) ENEA-CASACCIA (SEM, TEM)


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2006 0 6 0 0 0 0 0 0 16 0

Dip. di Fisica, Uni Roma3 (XANES, EXAFS, AFM) Dip. di Fisica, Uni. Ferrara (MFM) Dip. di Fisica, Uni. Bologna (Nanoparticelle Core-shell) Dip. di Fisica Uni. L' Aquila (Magneto-ottica) Dip. di Ingegneria Uni. L' Aquila (TEM) Internazionali: Collaborazione Internaz. Italia-Argentina (Centro Atomico Bariloche) Collaborazione Internaz. Italia-Venezuela (Università di Merida) Collaborazione Internaz. Italia-Francia (Università UPMC) Collaborazione Internaz. Italia-Spagna (CSIC-IMM) LLN - CNRS, Francia (E-beam dep., E-beam Lithography) Clarkson Uni. (TEM)




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0 2 0 2 0 1 0 5 Proprietà magnetiche, elettroniche e funzionali di aggregati di dimensione atomica

Commessa: Proprietà magnetiche, elettroniche e funzionali di aggregati di dimensione atomica

Progetto: Materiali magnetici funzionali Dipartimento: Materiali e Dispositivi Responsabile: CARBONE CARLO

Risultati conseguiti Sono stati studiati con metodi sperimentali ed analisi teoriche effetti di inomogeneità in semiconduttori magnetici dilutiti. In leghe MnGe diluite si è dimostrata la coesistenza di fasi para- e ferro-magnetiche, dovuta alla presenza di nanoprecipitati ferromagnetici. Analisi teoriche hanno identificato l'effetto di impurezze di idrogeno sulla configurazione elettronica e le proprietà vibrazionali di semiconduttori magnetici III-V. Sono state esaminate inusuali caratteristiche magnetiche, derivanti da effetti di ridotta coordinazione atomica in nanosistemi metallici altamente diluiti. In particolare, si è rilevata una energia di anisotropia magnetica estremamente alta (ca.10 meV/atomo)su atomi singoli e clusters di Co dispersi su superfici di Pd. Questo è più alto valore di anisotropia ad oggi noto per qualsiasi classe di materiali. Studi di fotoemissione su film metallici sottili hanno messo in luce effetti di quantizzazione elettronica indotta da confinamento quantico monodimensionale di potenziale interesse per effetti di trasporto e magneto-resistenza. I risultati sono presentati in 13 pubblicazioni, di cui 2 Phys.Rev.Lett., 2 Appl.Phys.Lett. e 3 Phys.Rev.B.


Principali collaborazioni Collaborazioni principali: Ecole Politechnique, Losanna (Prof. Harald Brune, Dr. Pietro Gambardella); Max-Planck Institut, Stoccarda (Prof. Klaus Kern); Forschungszentrum Juelich (Prof. Stefan Bluegel, Prof. Peter Dederichs); SISSA-CNR-INFM, Trieste (Prof. Stefano Baroni); BESSY, Berlin (Prof. Wolfgang Eberhardt); SNS, Pisa (Prof. P. Giannozzi); Universite de Gergy-Pontoise (Prof. K. Hricovini); Universite' de la Provence et CRMCN-CNRS Laboratoire, Marseille (Prof. Guy Le Lay).




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0 0 0 1 0 0 0 1 Materiali Ibridi Organici-Inorganici

Commessa: Materiali Ibridi Organici-Inorganici Progetto: Nanoscienze e nanotecnologie Dipartimento: Materiali e Dispositivi Responsabile: BELLITTO CARLO

Risultati conseguiti E' stato possibile individuare una forte interazione con il substrato per la eterostruttura TiPc2/InAs(001)4x2-c(8x2)e prevalenti interazioni intermolecolari per la eterostruttura RuPc2/Si. Le variazioni morfologiche osservate sono collegate al comportamento "sensing" del materiale usato come sensore.Misure di iperpolarizzabilità con la Z-scan modificata hanno permesso di fare le prime correlazioni tra struttura elettronica e le proprietà ottiche non lineari di alcuni sistemi ftalocianinici.Lo studio strutturale di film magnetici di Sr2FeMoO6, ottenuti con "laser ablation" ha evidenziato la formazione di cluster di SrFeO3-d in funzione del valore di fluenza laser utilizzata, a seguito della parziale sostituzione degli atomi di Mo con atomi di Fe. Inoltre,tramite lo studio strutturale si è ottimizzata la crescita mediante RF magnetron sputtering di film di AlN depositati su Si; sono film altamente orientati e caratterizzati da elevata piezoelettricità. Lo studio strutturale dei nanotubi di carbonio vuoti e riempiti con CdS e Fe3O4 ha evidenziato come la struttura dei nanotubi rimanga inalterata a seguito del processo di riempimento. Test conduttometrici su sensoriSnO2/DNA-probe.


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2006 0 17 0 0 0 0 0 0 0 0


Principali collaborazioni Dipartimento di Chimica, Università "Sapienza" Roma. Dipartimento di ingegneria elettronica, Università Roma "Tor Vergata" Istituto dei Sistemi Complessi CNR,Roma Dipartimento di Fisica, Università dell'Aquila Solid State Chemistry Laboratory, Università di Groeningen (Paesi Bassi) Dipartimento di Fisica, IIIa Università Roma Dipartimento di Chimica-Fisica per l'Ingegneria e i Materiali,Università di Brescia




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0 0 0 0 0 0 0 0 Superfici Funzionalizzate, Interfacce, Riconoscimento Molecolare e Catalisi

Commessa: Superfici Funzionalizzate, Interfacce, Riconoscimento Molecolare e CatalisiProgetto: Nanoscienze e nanotecnologie Dipartimento: Materiali e Dispositivi Responsabile: ZEMA NICOLA

Risultati conseguiti Pubblicazioni Prodotti della ricerca (2006)

Principali collaborazioni Dipartimento di Chimica della Universita "La Sapienza",Roma Dipartimento di Farmacia della Universita "La Sapienza", Roma Dipartimento di Chimica della Universita di Trieste ISMN-CNR, Montelibretti (Roma)


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2006 0 10 0 0 0 0 0 0 8 0


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2006 0 8 1 2 1 0 0 0 0 0




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0 1 0 2 0 0 1 4 Microscopia a Scansione a Sonda Locale su sistemi nanostrutturati e materiali biologici

Commessa: Microscopia a Scansione a Sonda Locale su sistemi nanostrutturati e materiali biologici

Progetto: Nanoscienze e nanotecnologie Dipartimento: Materiali e Dispositivi Responsabile: CRICENTI ANTONIO

Risultati conseguiti Si e' gestito la linea di infrarosso del FEL di Nashville (USA) accoppiata con un nostro SNOM e si sta continuando uno spin-off con la societa' Assing. Sono stati studiati campioni di LiF irraggiati con soft X-ray su cui erano depositati campioni di varia natura (cellule, agglomerati metallici etc.). Sono state effettuati studi ab initio sulla superficie Sn/Ge(111): calcoli di struttura elettronica nell'ambito della teoria del funzionale densità (DFT) e calcolo di correzioni alla struttura a bande utilizzando l'approssimazione GW. Con AFM si sono osservati monolayer di DNA su superficie di silicio idrogenata. Si e' continuato lo studio dell'effetto di danneggiamento da radiazione in keratinociti umani sottoposti a campi magnetici (50Hz; 1mT), e si e' correlato la morfologia e struttura della membrana dei globuli rossi con gli effetti dovuti all'utilizzo di agenti chimici con quelli occorrenti in alcune patologie. Si sono infine caratterizzate mediante AFM/SNOM e spettroscopia Vis/IR membrane sintetiche utilizzabili per la nanofiltrazione dell'acqua. Per l'interfaccia Fe/NiO(001) si e' studiato il buckling, lo stato di ossidazione e i parametri di interfaccia del Ferro mediante LDS. Prodotti della ricerca (2006)

Principali collaborazioni Ecole Politecnique Federale, Lausanne, Svizzera Vanderbilt University, USA -Dip. Fisica, UNI Roma 1, 2, 3, Roma -Dip. Scienze Biochimiche, UNI Roma 1 -Dip. Geologia, UNI Roma 1 ENEA Université Lyon1/CNRS CNR, IC IMIP IDAC IMM ESRF , Grenoble, Francia Winsconsin University, USA Naval Research Laboratory, USA - Ditta RMP, Roma - Ditta Assing, Roma - Tecnopolo Tiburtino, Roma - Centro Roma Ricerche, Roma.


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2006 1 19 2 0 6 0 0 0 0 0




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0 4 0 0 0 0 3 7 Indagini Innovative per il monitoraggio delle superfici di manufatti di interesse architettonico, storico-artistico e archeologico

Commessa: Indagini Innovative per il monitoraggio delle superfici di manufatti di interesse architettonico, storico-artistico e archeologico

Progetto: Diagnosi, intervento e conservazione del patrimonio culturale Dipartimento: Patrimonio Culturale Responsabile: ATTANASIO DONATO

Risultati conseguiti Il risultato più notevole conseguito nel corso dell'anno è certamente la scoperta delle nuove cave di Goktepe. Situate a non grande distanza dalla città ellenistico romana di Afrodisia, celebre in antico per la sua scuola di scultura, le cave sembrano aver giocato un ruolo non marginale nell'approvvigionamento delle officine locali e contribuiranno quindi a chiarire i numerosi problemi tuttora irrisolti circa l'utilizzo ed il modo d'uso del marmo nella regione. A parte ciò le cave di Goktepe, in particolare quelle di marmo nero, sembrano essere state utilizzate estesamente anche a Roma, specie in epoca Adrianea, come testimoniato dalle numerose sculture provenienti da Villa Adriana ed ora ai Musei Capitolini. Almeno una di queste sculture è firmata da artisti afrodisiensi ed è dunque una prova diretta del circuito di utilizzo ed esportazione che da Goktepe, attraverso Afrodisia, giungeva fino a Roma in piena epoca Imperiale. Prodotti della ricerca (2006)

Principali collaborazioni 1. Oberlin College, Ohio, USA (Susan Kane) 2. Boston Museum of Fine Arts, Mass., USA (John Herrmann) 3. University of Akron, Ohio, USA (John Clayton Fant) 4. Dokuz Eylul University, Izmir, Turkey (Bahadir Yavuz) 5. IGAG CNR, Roma (Mauro Brilli) 6. ISC CNR, Roma (Rosario Platania) 7. Museo dei Fori, Roma (Massimo Vitti) 8. National Archaeological Museum, Athens (Nikolaos Kaltsas)


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2006 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0




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0 0 0 0 0 0 0 0 Caratterizzazione strutturale e funzionale di nanostrutture ibride organico/inorganico

Commessa: Nanotecnologie di materiali multifunzionali Progetto: Progettazione di strutture molecolari - supramolecolari - macromolecolari e

di sistemi nanoorganizzati con proprietà elettriche, fotoniche o magnetiche Dipartimento: Progettazione Molecolare Responsabile: MATACOTTA FRANCESCO CINO

Risultati conseguiti Prodotti della ricerca (2006)





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Attività RSTL Sistemi e dispositivi per l' attuazione del protocollo di Kyoto

Responsabile: PACI BARBARA Risultati conseguiti Si sono ottimizzati il set-up sperimentale ed i protocolli sperimentali per permettere lo studio delle variazioni morfologiche che intervengono nei dispositivi (celle solari organiche e sensori di gas) in condizioni di funzionamento. Si è definito il ruolo dei principali parametri operativi e dei maggiori fenomeni che ne influenzano l'efficienza e la durata di vita, fornendo informazioni utili per nuove strategie di realizzazione. Sensori di gas serra: le prime misure elettriche ed EDXR congiunte hanno permesso di ottenere la correlazione tra conducibilità elettrica e variazioni morfologiche. Si è appurato l'influsso della temperatura su stabilità e sensibilità dei sensori e si sono indagati gli effetti irreversibili e di invecchiamento. Celle fotovoltaiche organiche: l'indagine delle variazioni morfologiche alle interfacce tra i vari strati costituenti le celle, in condizioni di funzionamento e di annealing, hanno permesso di individuare due principali fonti di instabilità: l'ossidazione foto-indotta dell'interfaccia elettrodo-materiale attivo, controllabile con l'uso di appositi buffer layers, e l'instabilità del film organico, costituente la parte attiva del dispositivo. In particolare sono state eseguite le prime misure congiunte di time resolved EDXR ed AFM sul film organico, che hanno messo in luce come l'invecchiamento del dispositivo sia principalmente correlato all'instabilità del film organico, che i processi di annealing sono in grado di stabilizzare. Prodotti della ricerca (2006)





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0 0 0 0 0 0 0 0 Principali risorse strumentali utilizzate Quattro macchine da laboratorio a raggi X, a dispersione di energia: un diffrattometro, un riflettometro, un tomografo e uno spettrometro. Un microscopio AFM.


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Direzione Generale - Funzionalizzazione della superficie del silicio cristallino per l'ancoraggio covalente di nanoparticelle magnetiche

Responsabile: FLAMINI ALBERTO Risultati conseguiti Sono state preparate nanoparticelle della lega Fe/Pt (fcc) applicando una nuova ricetta, riportata recentemente in letteratura (J. Mater. Chem., 2005, (48),5136-5143), che, secondo gli autori, presenta diversi vantaggi rispetto altre ricette standard già note. In vista della preparazione di arrays ordinati di queste nanoparticelle sulla superficie del silicio cristallino, come previsto dal programma di attività, sono stati eseguiti diversi esperimenti con l'obiettivo di ottimizzare una procedura compatibile con il processo litografico, indispensabile per creare arrays ordinati. A questo scopo, si è provato ad ancorare le nanoparticelle in due passaggi; prima la superficie è stata funzionalizzata con un crosslinker e poi la superficie così funzionalizzata è stata trattata con una soluzione organica delle nanoparticelle. Sono stati utilizzati diversi cross-linker a forma di catena lineare, che da una parte si possono legare covalentemente sulla superficie del silicio mediante il legame covalente Si-C oppure Si-O-Si, e dall'altra parte possono legare le nanoparticelle mediante un legame covalente di coordinazione. Ogni campione così ottenuto è stato caratterizzato mediante XPS. Al momento si stanno analizzando i dati XPS per avere indicazioni utili riguardo il prosieguo del lavoro. Prodotti della ricerca (2006)





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Principali risorse strumentali utilizzate Apparato per la liofilizzazione criogenica dei campioni. Atomic Force Microscope. Diffrattometro a raggi X per polveri, diffrattometro a raggi X per film sottili. Due Forni Tubolari ad alta temperatura. Spettrometro UV-Visibile e N-IR. Strumenti Utilizzati (extra commessa): Microscopi SEM e STM. Apparati per misure magnetiche SQUID e VSM. NMR da 250 MHz. Strumento per la deposizione Laser-Ablation. Spettrometro XPS. "Sintesi ""in situ"" di composti organici ed inorganici semiconduttori in nanotubi di carbonio"

Responsabile: CAPOBIANCHI ALDO Risultati conseguiti Nell'ambito della commessa è stato messo a punto un metodo innovativo e generale per il riempimento dei CNTs e di qualunque cavità micro e nanometriche con composti organici ed inorganici. Il metodo è stato brevettato in italia nel 2005 ed esteso all'estero (PCT) nel 2006. L'estensione all'estero è stata in parte finanziata dalle industrie della provincia di Roma. Nel febbraio 2006 è stata firmato un "Non Disclosure Agreement" tra il CNR e la Boston Scientific Corporation (BSC) (industria Statunitense nel campo del Medical Devices) sull'eventuale sfruttamento del brevetto prodotto dalla commessa. E' continuata l'attività di laboratorio sul riempimento dei CNTs con composti organici come la fluresceina e le ftalocianine e con materiali inorganici come CdS, FeCl3, Fe, leghe ferromagnetiche ed altro. Il metodo si è rivelato capace non solo di riempire i CNTs con quantità volute di materiale, ma anche di scegliere la parte di CNTs da riempire, in modo tale da conferire ad essi proprietà aggiuntive anche anisotrope in campo magnetico che ne possono permettere l'orientamento su larga scala. Visto l'interesse industriale suscitato dal brevetto depositato si sono evitate pubblicazioni sul metodo per rispettare l'accordo con la BSC, concentrandosi sui risultati prodotti dal metodo stesso ed in via di pubblicazione. Prodotti della ricerca (2006)





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0 0 0 0 0 0 0 0 Principali risorse strumentali utilizzate Apparato per la crescita di film sottili Langmuir-Blodgett. Apparato per la liofilizzazione criogenica dei campioni. Atomic Force Microscope. Diffrattometro a raggi X per polveri e diffrattometro a raggi X per film sottili. Due Forni Tubolari ad alta temperatura. Strumenti Utilizzati (extra commessa): Microscopi TEM, SEM e STM. Apparati per misure magnetiche SQUID e VSM. Elenco pubblicazioni dell’Istituto

Brevetti

1 A. Capobianchi, S. Foglia, P. Imperatori - Descrizione di un procedimento di sintesi per il riempimento di strutture a nanotubo, ed in particolare di nanotubi di carbonio

2 P.F. Moretti, M. Girasole, A. Cricenti, G. Pompeo, G. Longo - Metodo ottico di valutazione dell’indurimento superficiale di un materiale metallico o contenente metalli”.

3 A, Capobianchi, S. Foglia, P.Imperatori. - Process of filling nanotube structures, in particular carbon nanotubes

Articoli ISI

1 Zanoni R., Aurora A., Cattaruzza F., Coluzza C., Dalchiele E.A., Decker F., Di Santo G., Flamini A., Funari L., Marrani A. G. - A mild functionalization route to robust molecular electroactive monolayers on Si(100) - MATERIALS SCIENCE & ENGINEERING C-BIOMIMETIC AND SUPRAMOLECULAR SYSTEMS, Vol. 26, Pagg. 840-845

2 Longo G., Girasole M., Pompeo G., Cricenti A., Andreano G., Cattaruzza F., Cellai L., Flamini A., Guarino C., Prosperi T. - An AFM investigation of oligonucleotides anchored on unoxidized crystalline Silicon surfaces - BIOMOLECULAR ENGINEERING, Vol. , Pagg. -

3 Girasole M., Longo G., Cricenti A. - An alternative tapping scanning near-field optical microscope setup enabling the study of biological systems in liquid environment - JAPANESE JOURNAL OF APPLIED PHYSICS PART 1-REGULAR PAPERS BRIEF COMMUNICATIONS & REVIEW PAPERS, Vol. 45, Pagg. 2333-2336

4 Moretti G., Paparazzo E. - Auger parameter studies of third-row chemical elements - SURFACE AND INTERFACE ANALYSIS, Vol. 38, Pagg. 636-639

5 Petravic M., Gao Q., Llewellyn D., Deenapanray P.N.K., Macdonald D., Crotti C. - Broadening of vibrational levels in X-ray absorption spectroscopy of molecular nitrogen in compound semiconductors - CHEMICAL PHYSICS LETTERS, Vol. 425, Pagg. 262-

6 Aurora A., Cattaruzza F., Coluzza C., Della Volpe C., Di Santo G., Flamini A., Mangano C., Morpurgo S., Pallavicini P., Zanoni R. - Cathodic Electrografting of Versatile Ligands on Si(100) as a LowImpact Approach for Establishing a Si-C bond: A Surface-Coordination Study of Substituted 2,2ï¿½-Bipyridines with CuI Ion - CHEMISTRY-A EUROPEAN JOURNAL, Vol. 13, Pagg. 1240-1250

7 Zavalin A., Cricenti A., Generosi R., Luce M., Morgan S., Piston D. - Collection mode nano-raman set-up - APPLIED PHYSICS LETTERS, Vol. 88, Pagg. 133126-

8 Cattaruzza F., Cricenti A., Flamini A., Girasole M., Longo G., Prosperi T., Andreano G., Cellai L., Chirivino E. - Controlled loading of oligodeoxyribonucleotide monolayers onto unoxidized crystalline silicon; fluorescence-based determination of the surface coverage and of the hybridization efficiency; parallel imaging of the process by Atomic Force Microscopy - NUCLEIC ACIDS RESEARCH, Vol. 34, Pagg. e32-

9 Paci B., Generosi A., Rossi Albertini V., Perfetti P., De Bettignies R., Leroy J., Firon M., Sentein C. - Controlling photoinduced degradation in plastic photovoltaic cells: A time-resolved energy dispersive x-ray reflectometry study - APPLIED PHYSICS LETTERS, Vol. 89, Pagg. 043507-

10 Di Trolio A., Larciprete R., Testa A.M., Fiorani D., Imperatori P., Turchini S., Zema N. - Double perovskite Sr2FeMoO6 films : growth, structure and magnetic behavior - JOURNAL OF APPLIED PHYSICS, Vol. 100, Pagg. 013907-

11 Amore Bonapasta A., Filippone F., Gasparotto A., Cesca T. - Effects of n-type doping on active Fe sites in ion implanted Fe in InP - APPLIED PHYSICS LETTERS, Vol. 88, Pagg. 251912-

12 Zanoni R., Aurora A., Decker F., Fastiggi P., Menichetti V., Tagliatesta P., Flamini A., Cattaruzza F. - Electroactive monolayers on Si(100) from covalently bound porphyrins and metalloporphyrins: an AFM, XPS and electrochemical study - JOURNAL OF PORPHYRINS AND PHTHALOCYANINES, Vol. 10, Pagg. 522-

13 Decker F., Cattaruzza F., Coluzza C., Flamini A., Marrani A.G., Zanoni R., Dalchiele E.A. - Electrochemical Reversibility of vinylferrocene monolayers covalently attached on H-terminated p-Si(100) - JOURNAL OF PHYSICAL CHEMISTRY B, Vol. 110, Pagg. 7374-7379

14 De Padova P., Quaresima C., Perfetti P., Olivieri B., Richter M.C., Heckmann O., Zerrouki M., Pennesi G., Rossi G., Hricovini K. - Electronic structure of organic titanium bis-phthalocyanine on InAs(001)4×2-c(8×2) - JOURNAL DE PHYSIQUE IV, Vol. 132, Pagg. 1-5

15 Scavia G., Agostinelli E., Laureti S., Varvaro G., Paci B., Generosi A., Rossi Albertini V., Kaciulis S., Mezzi A. - Evolution of the Pt layer deposited on MgO(001) by PLD as a function of the deposition parameters: a Scanning Tunneling Microscopy and Energy Dispersive X-ray Diffractometry/Reflectometry study - JOURNAL OF PHYSICAL CHEMISTRY B, Vol. 110, Pagg. 5529-5536

16 Razzari L., Gnoli A., Righini M. - Excited state dynamics and non linear optical response of Ge nanocrystals embedded in silica matrix - APPLIED PHYSICS LETTERS, Vol. 88, Pagg. 181901-

17 Vindigni A., Rettori A., Pini M.G., Carbone C., Gambardella P. - Finite-sized Heisenberg chains and magnetism of one-dimensional metal systems - APPLIED PHYSICS A-MATERIALS SCIENCE & PROCESSING, Vol. 82, Pagg. 385-394

18 Pulci O., Marsili M., Gori P., Palummo M., Cricenti, Bechstedt F., Del Sole R. - Geometry and electronic band structure of surfaces: the case of Ge(111):Sn and C(111) - APPLIED PHYSICS A-MATERIALS SCIENCE & PROCESSING, Vol. 85, Pagg. 361-369

19 Fiorani D., Del Bianco L., Testa A.M. - Glassy dynamics in an exchange bias nanogranular system: Fe/FeOx - JOURNAL OF MAGNETISM AND MAGNETIC MATERIALS, Vol. 300, Pagg. 179-

20 Del Bianco L., Fiorani D., Testa A.M., Trohidu K.N. - Glassy dynamics in the exchange bias properties of the iron/iron oxide nanogranular system - PHYSICAL REVIEW B, Vol. 73, Pagg. 092403-

21 Benetti M., Cannatà D., Di Pietrantonio F., Verona E., Generosi A., Paci B., Rossi Albertini V. - Growth and characterization of highly epitaxial AlN thin films for diamond-based Surface Acoustic Wave devices - THIN SOLID FILMS, Vol. 497, Pagg. 304-308

22 Generosi A., Paci B., Rossi Albertini V., Perfetti P., Paoletti A.M., Pennesi G., Rossi G., Caminiti R. - In situ dispersive x-ray reflectometry to investigate the (RuPc)2/NOx interaction process evidenced by - JOURNAL OF APPLIED PHYSICS, Vol. 99, Pagg. 044901-

23 Paci B., Generosi A., Rossi Albertini V., Perfetti P., deBettignies R., Firon M., Leroy J., Sentein C. - Investigation of the photoinduced degradation processes in organic photovoltaic cells by Time resolved Energy Dispersive X-Ray Reflectometry - APPLIED PHYSICS LETTERS, Vol. 89, Pagg. 043507-

24 Luches P., Bellini V., Colonna S., Di Giustino L., Manghi F., Valeri S., Boscherini F. - Iron Oxidation, Interfacial Expansion, and Buckling at the Fe/NiO(001) Interface - PHYSICAL REVIEW LETTERS, Vol. 96, Pagg. 106106-

25 Roy J., Aristov V.Yu., Radtke C., Jaffrennou P., Enriquez H., Soukiassian P., Moras P., Spezzani C., Crotti C., Perfetti P. - Isotopic effect in deuterium-induced semiconductor surface metallization: D/3C-SiC(100) 3×2 - APPLIED PHYSICS LETTERS, Vol. 89, Pagg. 042114-

26 Bauer E. M., Bellitto C., Colapietro M., Portalone G., Ibrahim S. A., Mahmoud M.R., Righini G. - Layered hybrid organic-inorganic Co(II)alkylphosphonates. Synthesis, crystal structure and magnetism of the first two members of the series: of Co[(CH3PO3)(H2O)] and of Co[(C2H5PO3)(H2O)]. - JOURNAL OF SOLID STATE CHEMISTRY, Vol. 179, Pagg. 389-397

27 Ronci F., Colonna S., Thorpe S.D., Cricenti A., Le Lay G. - Low temperature scanning tunneling microscopy and scanning tunneling spectroscopy study at the a-Sn/Ge(111) surface - JAPANESE JOURNAL OF APPLIED PHYSICS PART 1-REGULAR PAPERS BRIEF COMMUNICATIONS & REVIEW PAPERS, Vol. 45, Pagg. 2180-2183

28 Cannas C., Musinu A., Piccaluga G., Fiorani D., Peddis D., Rasmussen H.K., Morup S. - Magnetic properties of cobalt-ferrite silice nanocomposites prepared by a sol-gel autocombustion technique - JOURNAL OF CHEMICAL PHYSICS, Vol. 125, Pagg. 1-

29 Zerrouki M., De Padova P., Quaresima C., Perfetti P., Richter M.C., Heckmann O., Hricovini K. - Magnetic and structural properties of Mn/InSb(001) - JOURNAL DE PHYSIQUE IV, Vol. 132, Pagg. 153-157

30 De Biasi E., Ramos C.A., Zysler R.D., Fiorani D. - Metropolis algorithm for simulaing hysteresis in ferromagnetic nanoparticles - PHYSICA B, Vol. , Pagg. 372-375

31 Ustione A., Cricenti A., Bonfigli F., Flora F., Lai A., Marolo T., Montereali R.M., Baldacchini G., Faenov A., Pikuz T., Reale L. - Micro-radiographs stored in lithium fluoride films observed by scanning near-field optical microscopy - JAPANESE JOURNAL OF APPLIED PHYSICS PART 1-REGULAR PAPERS BRIEF COMMUNICATIONS & REVIEW PAPERS, Vol. 45, Pagg. 2116-2118

32 De Padova, P., Generosi, A., Paci, B., Rossi Albertini, V., Perfetti, P., Quaresima, C., Olivieri, B., Richter, M.C., Heckmann, O., D’Orazio, F., Lucari, F., Hricovini, K. - Morphological and magnetic properties of Ge/MnxGe1-x/Ge(0 0 1)2 × 1 diluted magnetic semiconductor - SURFACE SCIENCE, Vol. 600, Pagg. 4190-

33 Generosi A., Paci B., Rossi Albertini V., Perfetti P., Paoletti A.M., Pennesi G., Rossi G., Capobianchi A. , Caminiti R. - Morphological variations as non standard test parameters for the response to pollutant gas concentration: an application to Ruthenium phthalocyanine sensing films - APPLIED PHYSICS LETTERS, Vol. 88, Pagg. 104106-

34 Zavalin A., Cricenti A., Generosi R., Luce M., Morgan S., Piston D. - Nano-Raman mapping of porous glass ceramics with a scanning near-field optical microscope in collection mode - APPLIED PHYSICS LETTERS, Vol. 88, Pagg. 133126-

35 Cricenti A., Oliva C., Ustione A., Cecconi V., Curcio E., Profio G.D.I., Drioli E. - Nano-scale study of polymeric nanofilters - JAPANESE JOURNAL OF APPLIED PHYSICS PART 1-REGULAR PAPERS BRIEF COMMUNICATIONS & REVIEW PAPERS, Vol. 45, Pagg. 2283-2285

36 Paparazzo, E. - On the quantitative XPS analysis of Fe2O3 and Fe1-xO oxides - JOURNAL OF ELECTRON SPECTROSCOPY AND RELATED PHENOMENA, Vol. 154, Pagg. 38-

37 Pompeo G., Girasole M., Cricenti A., Cattaruzza F., Flamini A., Prosperi T., Generosi J., Congiu-Castellano A. - Optimization of spin-coating-based technique to realize solid-supported lipid multilayers - JAPANESE JOURNAL OF APPLIED PHYSICS PART 1-REGULAR PAPERS BRIEF COMMUNICATIONS & REVIEW PAPERS, Vol. 45, Pagg. 2310-2315

38 Leandri C., Aufray B., Le Lay G., Girardeaux C., Ottaviani C., Cricenti A. - Ordered silicon structures oil silver (100) at 230°C - JOURNAL DE PHYSIQUE IV, Vol. 132, Pagg. 311-314

39 Giardini, A; Paladini, A; Catone, D; Piccirillo, S; Rondino, F; Satta, M; Filippi, A; Speranza, M; Turchini, S; Zema, N. - Photo-ionization Spectroscopy and Mass Spectrometry of some molecular and Supramolecular Asymmetryc Systems in the Isolated Space - CHIRALITY, Vol. 18, Pagg. 562-

40 Moras P., Ferrari L., Spezzani C., Gardonio S., Lezaic M., Mavropoulos Ph., Blugel S., Carbone C. - Probing quasiparticle states bound by disparate periodic potentials - PHYSICAL REVIEW LETTERS, Vol. 97, Pagg. 206802-

41 Moras P., Weisskopf Y., Longchamp J.-N., Erbudak M., Zhou P. H., Ferrari L., Carbone C. - Quantum size effects arising from incompatible point-group symmetries: Angle-resolved photoemission study - PHYSICAL REVIEW B, Vol. 74, Pagg. 121405-

42 Moras P., Theis W., Ferrari L., Gardonio S., Fuji J., Horn K., Carbone C. - Quasicrystalline electronic states of a one-dimensionally modulated Ag film - PHYSICAL REVIEW LETTERS, Vol. 96, Pagg. 156401-

43 Mattioli G., Filippone F., Amore Bonapasta A. - Reaction intermediates in the photoreduction of oxygen molecules at the (101) TiO2 (anatase) surface - JOURNAL OF THE AMERICAN CHEMICAL SOCIETY, Vol. 128, Pagg. 13772-

44 Orlando S., Giardini A., Paladini A., Piccirillo S., Rondino F., Satta M., Catone D., Speranza M. - Recognition of biological systems by mass-resolved laser spectroscopy - APPLIED SURFACE SCIENCE, Vol. 252, Pagg. 4717-4721

45 Paparazzo E. - Recovering the past from surfaces and interfaces: experimental and cultural issues - SURFACE AND INTERFACE ANALYSIS, Vol. 38, Pagg. 357-

46 Ustione A., Cricenti A., Bonfigli F., Flora F., Lai A., Marolo T., Montereali R.M., Baldacchini G., Faenov A., Pikuz T., Reale L. - Scanning near-field optical microscopy images of microradiographs stored in lithium fluoride films with an optical resolution of L/12 - APPLIED PHYSICS LETTERS, Vol. 88, Pagg. 141107-

47 Colonna S., Ronci F., Cricenti A., Perfetti L., Berger H., Grioni M. - Scanning tunneling microscopy observation of a mott-insulator phase at the 1T-TaSe2 surface - JAPANESE JOURNAL OF APPLIED PHYSICS PART 1-REGULAR PAPERS BRIEF COMMUNICATIONS & REVIEW PAPERS, Vol. 45, Pagg. 1950-1952

48 J. Generosi, G. Margaritondo, J. S. Sanghera, I. D. Aggarwal, N. H. Tolk, D. W. Piston, A. Congiu Castellano, A. Cricenti - Spectroscopic infrared near-field microscopy and x-ray reflectivity studies - APPLIED PHYSICS LETTERS, Vol. 89,1, Pagg. -

49 Dujardin R., Poydenot V., Schülli T. U., Renaud G., Ulrich O., Barski A., Derivaz M., Colonna S., Metzger T. - Strain and Composition of Ultrasmall Ge Quantum Dots Studied by X-rayScattering and in situ Surface X-ray Absorption Spectroscopy - JOURNAL OF APPLIED PHYSICS, Vol. 99, Pagg. 063510-

50 De Padova P. and Olivieri. B. - Structural and Magnetic properties of GeMn diluted magnetic semiconductor. - MATERIALS SCIENCE IN SEMICONDUCTOR PROCESSING, Vol. 9, Pagg. 832-835

51 De Padova P., Quaresima C., Perfetti P., Zema N., Grazioli C., Veronese M., Olivieri B., Richter M.C., Heckmann O., D'Orazio F., Lucari F., Hricovini K. - Structural and magnetic properties of Ge1-xMn x/Ge(001) 2×1 diluted magnetic semiconductors - JOURNAL DE PHYSIQUE IV, Vol. 132, Pagg. 231-235

52 Repetto D., Lee T.Y., Rusponi S., Honolka J., Kuhnke K., Sessi V., Starke U., Brune H., Gambardella P., Carbone C., Enders A., Kern K. - Structure and magnetism of atomically thin Fe layers on flat and vicinal Pt surfaces - PHYSICAL REVIEW B-SOLID STATE, Vol. 74, Pagg. 054408-

53 Gori P., Pulci O., Cricenti A. - Surface Structure and Energy Bands of 1/3 ML Sn/Ge(111 - JOURNAL DE PHYSIQUE IV, Vol. 132, Pagg. 91-94

54 Gori P., Pulci O., Cricenti A. - Surface structure and energy bands of 1/3 ML Sn/Ge(111) - JAPANESE JOURNAL OF APPLIED PHYSICS PART 1-REGULAR PAPERS BRIEF COMMUNICATIONS & REVIEW PAPERS, Vol. 45, Pagg. 2140-2143

55 Cattaruzza F., Fares V., Flamini A., Prosperi T. - Synthesis of enantiomeric menthol derivatives for forming and probing chiral surfaces. X- ray crystal and molecular structures of (+)-(1S,2R,5S)-1-(2-tricyanovinyl-1H-pyrrol-1- yl methoxy)-2-isopropyl-5-methylcyclohexane - TETRAHEDRON-ASYMMETRY, Vol. 17, Pagg. 1296-1300

56 Léone P., Meerschaut A., Bellitto C., Bauer E. M., Righini G., Guillot-Deudon C. - Synthesis, structural determination and magnetic properties of layered hybrid organic- inorganic iron (II) propylphosphonate, Fe[(C3H7PO3)Ê(H2O)] and iron (II) octadecylphosphonate Fe[(C18H37PO3)Ê(H2O)] - JOURNAL OF SOLID STATE CHEMISTRY, Vol. 179, Pagg. 579-589

57 Colonna S., Luches P., Valeri S., Boscherini F. - The Fe/NiO Interface Studied by Polarization Dependent X-ray Absorption Spectroscopy - NUCLEAR INSTRUMENTS & METHODS IN PHYSICS RESEARCH SECTION B-BEAM INTERACTIONS WITH MATERIALS AND ATOMS, Vol. 246, Pagg. 131-

58 Giannozzi P., Filippone F., Amore Bonapasta A. - Theory of hydrogen complexes in MnxGa1-xAs dilute magnetic semiconductors - BRAZILIAN JOURNAL OF PHYSICS, Vol. 36, Pagg. 245-

59 Maiti K., Manju U., Ray S., Mahadevan P., Inoue I.H., Carbone C., Sarma D.D. - Understanding the bulk electronic structure of Ca1-x Srx V O3 - PHYSICAL REVIEW B-SOLID STATE, Vol. 73, Pagg. 052508-

60 Battocchio C, D’Acapito F., Smolentsev G., Soldatov A.V., Fratoddi I., Contini G., Davoli I., Polzonetti G., Mobilio S. - XAS study of a Pt-containing rod-like organometallic polymer - CHEMICAL PHYSICS, Vol. 325, Pagg. 422-428

Articoli non ISI

1 Cattaruzza F., Cricenti A., Flamini A., Girasole M., Longo G., Prosperi T., Andreano G., Cellai L., Chirivino E. - Controlled loading of oligodeoxyribonucleotide monolayers onto unoxidized crystalline silicon; fluorescence-based determination of the surface coverage and of the hybridization efficiency; parallel imaging of the process by Atomic Force Microscopy - Nucleic Acids research, Vol. 34, Pagg. e32-

2 G. Ribeaux Kindelan, O. Ares Muzio, F. Falcon Rodriguez, M. Girasole - Verificacion mediante la AFM de la influencia del campo magnetico en la cinetica de la cristalization de la soluciones azucaradas - Revista Cubana de Quimica , Vol. 17(1), Pagg. 312-


1 Bolognesi, P; Coreno, M; DeFanis, A; Feyer, V; Turchini, S; Zema, N; Prosperi, T; Avaldi, L - Asymmetric interactions in gas phase clusters - AIP,

2 Giardini, A; Paladini, A; Piccirillo, S; Catone, D; Rondino, F; Satta, M; Speranza, M - Asymmetric interactions in gas phase clusters - Spie the International Society for Optical Engineering,

Libri

1 C. Oliva, A. Ustione, A. Cricenti, V. Cecconi, E. Curcio - A New Approach to Characterize Polymeric Nanofilters Contamination - EPIOPTICS-8 Proceedings of the 33rd Course of the International School of Solid State Physics, World Scientific,

2 P. Gori, O. Pulci, A. Cricenti - Ab initio study of the Ge(111):Sn surface - EPIOPTICS-8 Proceedings of the 33rd Course of the International School of Solid State Physics, World Scientific,

3 G. Longo, M. Girasole, A. Cricenti, F. Cattaruzza, A. Flamini, T. Prosperi - An AFM investigation of Oligonucleotides ancorhed on an unoxideized crystalline silicon surface - EPIOPTICS-8 Proceedings of the 33rd Course of the International School of Solid State Physics, World Scientific,

4 Cricenti A. (editor) - EPIOPTICS-8 Proceedings of the 33rd Course of the International School of Solid State Physic - , World Scientific, Singapore

5 S.D. Thorpe, S. Colonna, F. Ronci, A.Cricenti, B.A.Orlowski, I.A. Kowalik, B.J. Kowalski - Laser-induced band bending variation for ZnTe (110)1x1 surface - EPIOPTICS-8 Proceedings of the 33rd Course of the International School of Solid State Physics, World Scientific,

6 A.Ustione, A. Cricenti, F. Bonfigli, F. Flora, A. Lai, T. Marolo, R. M. Montereali, G. Baldacchini, A. Faenov, T. Pikuz, L. Reale, - Micro-radiographs stored in litium fluoride films show strong optical contrast with no topographical contribution - EPIOPTICS-8 Proceedings of the 33rd Course of the International School of Solid State Physics, World Scientific,

Rapporti

1 D. Bailo - Laboratorio remoto di raggi X Esperimenti ed attività di ricerca a distanza. Controllo remoto dei diffrattometri/riflettometri.


Piattaforme di web hosting. Sistemi di groupware e lavoro on-line. Infrastruttura di GRID-computing. Sistema di teleconferenza. Strutture didattiche. Quattro macchine da laboratorio a raggi X, a dispersione di energia: un diffrattometro, un riflettometro, un tomografo e uno spettrometro. Microscopio STM in ultra alto vuoto raffreddabile a 2.3K. Microscopi AFM-SNOM presso la beamline IR-SNOM del FEL di Nashville (USA). Microscopi STM, AFM e SNOM di varie tipologie. Microscopi SNOM per acquisizione in modalità poco perturbativa per caratterizzazioni di sistemi biologici in evoluzione temporale. Camera ultra alto vuoto per misure ARUPS, XPS e SDR. Microscopio elettronico SEM.Laser ottici e strumentazione relativa. Sorgenti di raggi X al plasma. Ottiche di raggi X. Diffrattometri a raggi X tradizionali. Spettrometro di elettroni a tempo di volo. Linee di luce VUV e Polar al sincrotrone Elettra, Trieste. Linea di luce ID8 al sincrotrone ESRF, Grenoble. Spettrometri per fotoemissione con alta risoluzione angolare ed energetica. Magnete superconduttore per misure in UHV ad alto campo e bassa temperatura. Camere per UHV con strumentazione per crescita in situ per MBE e loro caratterizzazione (LEED, RHEED, Auger, magnetometria Kerr, evaporatori di vario tipo). Apparati per spettroscopia UPS ed assorbimento con LdS nel VUV e soft X-ray, in UHV. Strumentazione da laboratorio per produzione di superfici pulite(sputtering ed annealing), deposizione e caratterizzazione LEED/Auger ed XPS. Strumentazione per caratterizzazione ottica ed UV. Camera UHV per ARUPS/XPS/RDS. Camera UHV per KRIPES/AES. Sistema di deposizione PLD Laser a eccimeri KrF Laboratori per sintesi chimica Sistema di deposizione Langmuir-Blodgett Microscopio STM - UHV EDXD, EDXR Magnetometro SQUID 2<T<400K; H=5.5 T Magnetometro VSM 77<T<780K; H= 2 T Due spettrometri UV-Visibile e N-IR. Spettrometro FTIR. Spettrometro IR. Spettrometro per Fluorescenza Dry-Box per preparazione campioni sensibili all'ossigeno. Mulino di polverizzazione materiali. Forni tubolari ad alta temperatura. Forni termostatici. Considerazioni generali ed elementi di autovalutazione

Considerazioni generali

Elementi di autovalutazione Gli obiettivi di tutte le commesse sono stati raggiunti, ed i risultati più significativi sono qui riassunti: Materiali ibridi organici-inorganici Le attività della commessa, che si avvale della partecipazione a progetti MIUR-FIRB, ed EU-COST35, appartenente al progetto "Nanoscienze" del DMD, sono indirizzate alla preparazione e allo studio, anche teorico, di nuovi materiali funzionali ibridi organici-inorganici basati su diversi classi di materiali di partenza; le proprietà ottiche, elettroniche e magnetiche di questi materiali ne rendono possibili le applicazioni in campi che vanno dalla fotonica, alla elettronica, al riconoscimento molecolare etc. L'originalità e la quantità del lavoro fin quì svolto è testimoniata dal rilevante numero (16) di pubblicazioni su riviste internazionali con I.F. medio = 3 con punte di eccellenza di I.F.=7.5. Gli obiettivi prefissati per il 2006 sono stati ampiamente raggiunti e tra i contributi piu' significativi vanno sottolineati quelli ottenuti nel campo dei nuovi materiali funzionali, studio di interfacce , funzionalizzazione di superfici e studi teorici su sistemi ossidi e semiconduttori. Va inoltre menzionata l'estensione a livello internazionale del brevetto riguardante il riempimento di nanotuboli di carbonio. Microscopia a scansione a sonda locale su sistemi nanostrutturati e materiali biologici L'attivita' della Commessa, che si avvale di un progetto FIRB e di alcuni contratti conto terzi, e' fortemente improntata alle nanoscienze e le microscopie a scansione a sonda locale (STM, AFM, SNOM) sono state di grande aiuto nella comprensione della morfologia di materiali nanofasici. Il lavoro svolto è documentato da 17 pubblicazioni su riviste JCR, 5 capitoli di libri, un libro e la partecipazione ad un'esposizione scientifica. Gli obiettivi previsti della commessa sono stati raggiunti con alcuni risultati di eccellenza: analisi della struttura di membrane di lipidi ottenuta con un nostro SNOM installato sulla linea di infrarosso del FEL di Nashville (USA). Tale attivita' ha dato vita ad uno spin-off con la societa' Assing. Imaging di cellule ed agglomerati metallici depositati su campioni di LiF irraggiati con soft X-ray e studi teorici ab initio sulla superficie Sn/Ge(111) e della simulazione di immagini STM e confronto con dati sperimentali ottenuti mediante STM a Temperatura variabile, evidenziando un comportamento dinamico degli atomi di superficie. Individuazione dell'effetto di danneggiamento da radiazione in keratinociti umani sottoposti a campi magnetici (50Hz; 1mT). Materiali magnetici nanostrutturati La commessa, che si è avvalsa di un progetto FIRB e di un Progetto Europeo STREP, ha raggiunto tutti gli obiettivi previsti con alcuni risultati di eccellenza nel campo dei materiali magnetici innovativi nanostrutturati su scala nanoscopica, dei sistemi innovativi di cluster a shell multipla con la produzione di nanoparticelle della lega fct FePt disperse in solvente organico. Sono iniziati anche i primi tentativi di produzione mediante la tecnica Langmuir-Blodgett di film di particelle FePt auto-organizzate su un substrato. Sono stati scritti 12 articoli totali di cui 7 sono già pubblicati su riviste JCVR, 2 sono in press e 3 sono submitted. I risultati sono stati illustrati in 22 presentazioni, di cui 11 sono presentazioni in Congressi internazionali (tra cui 2 invited), 8 sono presentazioni in Congressi Nazionali e 3 sono seminari presso Università Italiane. E' da sottolineare l'organizzazione dell' VIII Convegno Nazionale Materiali Nanofasici, che si è tenuto a Roma il 3-4 Ottobre 2006, presso il CNR ed una notevole attività di formazione. Fotonica a raggi X Due attività sono soprattutto degne di nota: quella del progetto SPARC-SPARX (progetto congiunto

tra Regione Lazio e CNR, ENEA, INFN e l'Univeristà di Tor Vergata) per la realizzazione di un laser ad elettroni liberi (FEL) cioè di una sorgente ultrabrillante (circa nove ordini di grandezza superiore alle sorgenti di terza generazione) e con una durata dell'impulso inferiore ai 100 fs; e quella relativa al progetto NUME per lo studio di nuove membrane ed elettrodi per celle a combustibile, il cui compito principale è quello della quantificazione dell'idratazione delle membrane polimeriche a conduzione ionica che svolgono il ruolo di elettroliti solidi nelle celle a combustibile. Il lavoro svolto è documentato da 17 pubblicazioni su rivisteJCR e numerose partecipazioni a congressi. Gli obiettivi prefissi in entrambi i progetti finanziati sono stati ampiamente raggiunti e documentati dalle pubblicazioni su sensori di gas inquinanti, celle solari organiche, trasduttori elettroacustici, materiali magnetici per la memorizzazione di dati. Sono stati effettuati Inoltre: studi di caratterizzazione strutturale di altri materiali (biocompatibili, semiconduttori, nanofasici, manufatti artistici), studi riguardanti apparecchiatura per raggi X (caratterizzazione di un rivelatore da satellite per osservazioni di sorgenti X cosmiche), studi di ottiche policapillari per la collimazione e focalizzazione di fasci di raggi X policromatici e realizzazione di un tomografo a raggi X a dispersione di energia. Proprietà magnetiche, elettroniche e funzionali di aggregati di dimensione atomica L'attività della commessa, che si è avvalsa di un progetto FIRB ed un FISR, si è incentrata su studi di proprietà magnetiche ed elettroniche di semiconduttori diluiti, di sistemi nanostrutturati e di bassa dimensionalità ed ha raggiunto tutti gli obiettivi previsti. In particolare si sono svolte indagini sperimentali e teoriche film di MnxGe1-x ottenuti per crescita MBE ed altri semiconduttori. Nei semiconduttori magnetici diluiti si è dimostrata la coesistenza di fasi paramagnetiche e ferromagnetiche dovute alla presenza di precipitati ferromagnetici di dimensioni nanoscopiche. Numerosi studi sono stati condotti su film e su sistemi nanostrutturati ottenuti per processi di auto organizzazione, con prospettive interessanti nell'analisi di etero-giunzioni e di giunzioni ad effetto tunneling di rilevanza per la nanoelettronica e la spintronica. Anisotropia magnetica estremamente alta (ca.10 meV/atomo) è stata rivelata da studi di dicroismo magnetico su atomi e clusters di Co su Pd. Studi di fotoemissione su film metallici sottili hanno esaminato particolari effetti di quantizzazione elettronica indotta da confinamento quantico con caratteristiche monodimensionali, di interesse per le proprietà di trasporto e magneto-resistenza. L'attività è documentata da 13 pubblicazioni JCR con alto fattore di impatto. Un notevole risultato tecnologico è stato quello di attrezzare la linea di fotoemissione VUV di ELETTRA con un analizzatore della SCIENTA. Superfici funzionalizzate, interfacce, riconoscimento molecolare e catalisi La commessa si è articolata sui due seguenti argomenti: 1: Funzionalizzazione di superfici con molecole chinali ; 2: Ancoraggio di oligonucleotidi su carbonio granitico, e si è avvalsa del contributo finanziario di un FISR. I risultati previsti sono stati raggiunti con particolare riguardo all'investigazione della dinamica di interazione dell'alaninolo con la superficie di Cu(100) ed alla messa a punto di un protocollo per l'ancoraggio di oligonucleotidi sulla superficie del carbonio (glassy carbon). Si mette in evidenza che la chimica e l'elettrochimica sviluppate in questo studio potranno essere applicate, in seguito, direttamente in uno studio analogo che utilizza i nanotubi di carbonio come supporto. Il lavoro svolto è documentato da 14 pubblicazioni su riviste JCR di buon fattore di impatto. Tecnologie e sistemi innovativi per la formazione e supporto tecnologico alle amministrazioni pubbliche ed alle imprese I principali obiettivi previsti dalle attività per il 2006 sono stati raggiunti. Si segnalano in particolare il superamento con esito positivo della revisione annuale del progetto europeo EDEN, l'implementazione di applicazioni utilizzando l'architettura GRID ed il mantenimento

del sistema di qualità ISO9001:200 per la formazione. Un'attività significativa è stata anche svolta dal punto di vista del mantenimento e dell'estensione delle collaborazioni esistenti e nella partecipazione a progetti e richieste di finanziamento anche in ambito europeo. Proposta di interventi organizzativi Il precedente accorpamento tra l'Istituto di Struttura della Materia ed una parte dell'Istituto di Chimica dei materiali ha cominciato a dare buoni frutti ben visibili dalle sinergie in atto tra commesse fortemente impegnate sulla sintesi di materiali innovativi attraverso metodi chimici e fisici, e commesse detentrici di potenti mezzi di indagine diagnostica. Sono un esempio l'utilizzo della spettroscopia con luce di sincrotrone per lo studio di superfici funzionalizzate per la deposizione di molecole dicroiche al fine di realizzare sensori in campo biologico. Analogamente le tecniche di diffrazione con risoluzione di energia si sono mostrate fondamentali per la comprensione della correlazione dei meccanismi di trasporto con la struttura cristallografica delle metallo-ftalocianine per la sensoristica di gas inquinanti come l'NO2 e per lo studio delle nanoparticelle magnetiche in correlazione con i parametri di crescita. Poiche' l'attivita' dell'Istituto e' fortemente improntata alle nanoscienze, le microscopie a scansione a sonda locale (STM, AFM, SNOM) sono state di grande aiuto nella comprensione della morfologia di materiali nanofasici come le nanoparticelle magnetiche o le molecole biologiche depositate su superfici funzionalizzate. Tali sinergie vanno sicuramente incrementate ma non richiedono particolari interventi organizzativi. L'attività teorica presente nella commessa "Materiali ibridi organici-inorganici" ha raggiunto un notevole livello di organicità da meritare la creazione di un nuovo modulo di attività nella stessa commessa, al fine di evidenziare le competenze sviluppate nel campo della chimica, fisica e scienza dei materiali, con indirizzi di tipo teorico/computazionale. In particolare, relativamente ai metodi teorici,competenze nell'ambito della Density Functional Theory, nei calcoli ab initiosu sistemi periodici con sviluppo in onde piane, nella generazione e nell'uso di pseudopotenziali atomici, in calcoli di dinamica molecolare classica ed in simulazioni di dinamica molecolare con metodi semi-empirici di tipo tight-binding. Per quanto riguarda le tematiche di ricerca, i membri del modulo hanno esperienza decennale sia nello studio di difetti e complessi in materiali semiconduttori sia nel bulk che di superficie, sia nello studio di proprieta' strutturali ed elettroniche in sistemi molecolari. Un'attivita' che inoltre richiede interventi organizzativi e' quella svolta con luce di sincrotrone presso le facilities di Trieste e di Grenoble. Al momento attuale tali attivita' sono tutte inquadrate come attivita' di ricerca, ed i finanziamenti richiesti nelle commesse relative sono utilizzati a tale scopo. Uno dei problemi che e' importante affrontare e' la proprieta' delle linee di luce da noi realizzate (per un costo superiore ai 10 milioni di euro) e l'eventuale convenzione da fare con la societa' Sincrotrone Trieste per la conduzione di tali linee, il loro mantenimento e l'utilizzo riservato per svolgere la nostra ricerca. Poiche' tale attivita' e' condotta da numerosi Istituti del CNR, utilzzando anche altre linee di luce da loro costruite, e' importante che un'eventuale proposta organizzativa sia articolata dagli organi dirigenti in collaborazione con gli Istituti coinvolti.

ISTITUTO DEI SISTEMI COMPLESSI (SPERIMENTALE) Direttore: Prof. Luciano Pietronero Sede principale: Via dei Taurini 19 - 00185 Roma (RM) Articolazione territoriale: Roma - Montelibretti, Roma - Tor Vergata, Firenze - Sesto Fiorentino Sito web dell'Istituto: www.isc.cnr.it Dipartimento di prevista afferenza Materiali e Dispositivi Missione

L'idea di base dell'Istituto dei Sistemi Complessi (ISC) è di valorizzare e sviluppare varie componenti CNR, INFM, INOA e universitarie integrandole in un progetto innovativo e interdisciplinare di grande rilevanza nazionale e internazionale. In questo progetto si è data grande importanza all'impatto dell'ISC sia rispetto agli sviluppi scientifici di tipo fondamentale che a quelli tecnologici e applicativi. Attività di ricerca (2006) Commesse

• Materiali Funzionali e Sistemi Disordinati • Formazione spontanea di strutture e fenomeni di trasporto • Crescita e funzionalità di materiali e sistemi complessi a base carbonio • Preparazione, caratterizzazione e modellizzazione di mesostrutture di materiali complessi. • Realizzazione e studio di sistemi complessi Organico/Inorganico • Comportamento dinamico di sistemi complessi • Magnetismo - Complessità - Magnetismo - Sistemi magnetici a bassa dimensionalità Moduli

• Materiali Funzionali e Sistemi Disordinati • Formazione spontanea di strutture e fenomeni di trasporto • Crescita e funzionalità di materiali e sistemi complessi a base carbonio • Preparazione, caratterizzazione e modellizzazione di mesostrutture di materiali complessi. • Realizzazione e studio di sistemi complessi Organico/Inorganico • Tecnologie e sistemi innovativi per la formazione e supporto tecnologico alle amministrazione

pubbliche ed alle imprese • comportamento dinamico di sistemi complessi • Complessità - Magnetismo - Sistemi magnetici a bassa dimensionalità • Cristalli fotonici risonanti per dispositivistica “all optics” RSTL

• Studio di materiali complessi tramite microscopie a superrisoluzione. • Preparazione e caratterizzazione di materiali inorganici per la catalisi eterogenea

Attività Commesse Materiali Funzionali e Sistemi Disordinati

Progetto: Sistemi e materiali complessi Dipartimento: Materiali e Dispositivi Responsabile: ZOPPI MARCO

Risultati conseguiti Gli spettri Raman e neutronici sui materiali contenenti idrogeno stanno dando risultati interessanti e dimostrano i limiti dei modelli teorici disponibili. Spettri Raman su clatrati e zeoliti idrogenate mostrano spostamenti sensibili delle righe molecolari indotte dall'interazione con il substrato. Misure su miscele H2/D2 mostrano risultati in contrasto con i modelli teorici attuali e ne evidenziano i limiti. Le misure sui materiali ferroelettrici, anche sotto forma di film sottili ottenuti mediante deposizione laser ad impulsi hanno permesso la determinazione dei moduli elastici dinamici e della suscettività dielettrica. Films ferroelettrici di Na0.5Bi0.5TiO3-BaTiO3, mostrano elevate costanti dielettriche e piezoelettriche che li rendono valide alternative ai materiali tradizionali a base di Pb. Misure combinate dielettriche, anelastiche ed NMR su rilassori ferroelettrici del tipo (Pb/La)(Zr/Ti)O3 hanno permesso di ottenere informazioni sulle dinamiche atomiche non-polari. E' stato realizzato un nuovo materiale ceramico utilizzabile come schermo per neutroni epitermici (in fase di brevetto). Sono state ottenute interessanti immagini preliminari di radiografia neutronica su INES. Prodotti della ricerca (2006)

Principali collaborazioni 1-A.Albinati(Uni-Milano) 2-S.Cantelli(Uni-Roma-1) 3-G.Principi(Uni-Padova) 4-M.Ferretti(Uni-Genova) 5-P.Nanni(Genova) 6-G.Spina(Uni-Firenze) 7-CNR-ISTEC(Faenza) 8-CNR-IENI (Genova) 9-CNR-ICCOM(Firenze) 10-LENS (Firenze) 11-University Salford(UK) 12-University Nottingham(UK) 13-GKSS(Hamburg,D) 14-CEA(Paris,F) 15-University Besancon (F) 16-CNR-IPCF(Messina) 17-Università Roma-Tre 18-CCLRC-ISIS(UK) 19-University Vienna (A) 20-University Barcelona (E) 21-University Patagonia (Arg.) 22-University Tsukuba (Japan) 23-University Bucarest(Romania)


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editoriali

2006 0 16 5 0 1 2 0 1 17 0




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figurativi valore








0 0 0 0 1 0 0 1 Principali risorse strumentali utilizzate Laser ad argon, krypton, He-Ne per spettroscopia Raman e micro-Raman ottica. Doppio monocromatore Spex a reticoli olografici con rivelazione a singolo canale (Photon counting). Triplo monocromatore Spex Triplemate a reticoli olografici con rivelazione multicanale (CCD). Celle per alte ed altissime pressioni per liquidi e solidi. Sistemi criogenici a circuito chiuso di elio per operare a temperature tra 10 K e 80 K per misure su materiali nanoporosi conteneti idrogeno. Attrezzatura per misure di spettroscopia anelastica fra 100 Hz e 100 kHz con 2 inserti per misure da 100 K a 1000 K e un inserto con criostato a flusso e bagno di LN e LHe fra 1 K e 300 K. Criogeneratore per misure di resisitività fra 11 e 300 K. Ponte per misure dielettriche con camera climatica fra 120 e 520 K. Banco per misure di isteresi ferroelettriche. Sistemi meccanici e interferometrici per misure di costanti piezoelettriche. Sistema per trattamenti di campioni in UHV e atmosfere controllate. Sistema per trattamenti in flusso di gas con riscaldamento ad induzione. Cappa e attrezzature per trattamenti chimici ed elettrochimici di campioni, bilancia analitica. Stazione sperimentale Italiana INES@ISIS. Formazione spontanea di strutture e fenomeni di trasporto

Progetto: Sistemi e materiali complessi Dipartimento: Materiali e Dispositivi Responsabile: VAIA RUGGERO

Risultati conseguiti FISICA DEI GRANULARI: È stato completato il nuovo apparato sperimentale per la misura della risposta di un granulare a sforzi di taglio. L'apparato e' stato testato, messo a punto e si è dato corso ad un nuovo set di esperimenti di cui si stanno raccogliendo i dati; è stata anche avviata la realizzazione di un apparato per la ripresa di imagini ad alta veocità (fino a 500k frame/s). È proseguita l'analisi dei dati raccolti con l'apparato precedente e si sta verificando l'adeguatezza di modelli lineari e non lineari per la descrizione dello sforzo di taglio esercitato dal mazzo granulare. È iniziata una collaborazione con l'Università di Limerick (IR), finanziata dal governo irlandese e dalla UE nel cui ambito si sta simulando il sistema granulare sia sotto forma di automa cellulare, sia con una programma di dinamica molecolare. Si è pervenuti ad una messa a punto dei programmi e a vederei primi risultati che sono molto promettenti. EMISSIONE ACUSTICA E FRATTURE DEI MEZZI DISORDINATI: È stata effettuata l'analisi con modelli di regressione della serie temporale di emissione acustica segnali verificando che un modello lineare (ARMA) è sufficiente alla descrizione del fenomeno, purché i dati siano sottoposti ad un coarse

grained (ad esempio prendendo il valore quadratico medio su un intervallo). Si è anche mostrato che la distribuzione dei tempi di attesa non segue una statistica Poissoniana ma estremale (Gumbell). SUPERFICI E INTERFACCE: INSTABILITÀ, COARSENING, PATTERN FORMATION: Abbiamo trovato un criterio analitico per determinare la legge del coarsening in alcune classi di sistemi che sviluppano un pattern regolare la cui taglia aumenta nel tempo. PLASMI SPAZIALI E GEOFISICI: Tomografia ionosferica: studio dei vantaggi dell'inclusione dei dati da ionosonda e dei modelli teorici nella ricostruzione del background ionosferico equatoriale. Scintillazioni ionoferiche: costruzione di un modello fenomenologico delle scintillazioni ionosferiche a partire dai dati in situ di irregolarità ionosferica; costruzione di uno schema di analisi multi-scala della scintillazione ionosferica e delle irregolarità ionosferiche: scalografia, intermittenza, statistica multi-scala, proprietà multifrattali. Turbolenza di plasma: determinazione delle proprietà di anisotropia in trasferimento dell'informazione nella turbolenza geomagnetica nella "cuspide" magnetosferica; determinazioni di leggi analitiche per le statistiche inter-generazionali nel modello p; costruzione di un modello analitico frattale della riconnessione magnetica. TUNNELING QUANTISTICO MACROSCOPICO: La determinazione della scala di tempo per tunneling coerente e incoerente in potenziali asimmetrici a doppia buca è stata rivista mediante il metodo "instanton-bounce", ottenendo un approccio relativamente più semplice rispetto ai trattamenti quanto-meccanici convenzionali. TUNNELING COERENTE E INCOERENTE IN CLUSTER MAGNETICI: I magneti molecolari sono molecole con grande momento magnetico tenute orientate da una anisotropia magnetica assiale. Il tunneling incoerente fra gli stati di spin può essere descritto come una successione random di piccole variazioni, cioè un processo stocastico analogo al moto Browniano unidimensionale di una particella in un box con pareti riflettenti. Nel campo di applicabilità del modello, sono stati trovati tempi di inversione di spin in buon accordo con l'esperienza. Per ciò che concerne l'effetto tunnel coerente fra stati di spin degeneri, è stata trovata la soluzione esplicita dell'equazione di Schrödinger, utilizzando un nuovo tipo di sviluppo in serie di funzioni di Bessel, la quale ha permesso di ottenere l'espressione esatta dell'ampiezza di probabilità per l'inversione di spin. L'accordo con i dati sperimentali, relativi al cluster Fe8 è sensibilmente migliorato rispetto a calcoli precedenti. EFFETTI DI TAGLIA FINITA IN CATENE MAGNETICHE: Abbiamo calcolato, mediante il metodo della matrice di trasferimento, la magnetizzazione M di una catena di Heisenberg unidimensionale con anisotropia, avente lunghezza finita, per campo H lungo l'asse facile o difficile. Dal fit di M(H) in catene monoatomiche di Co su Pt(997) otteniamo un valore dell'anisotropia magnetica, consistente con il comportamento superparamagnetico osservato a basse temperature. STRUTTURE A DOMINI IN DOT MAGNETICI: Abbiamo calcolato numericamente come si modifica (da singolo dominio, a due domini, a vortice) lo stato fondamentale di un dot magnetico al variare della forma del campione, nel caso di magnetizzazione confinata al piano del film. I risultati sono in buon accordo con recenti misure di microscopia a forza magnetica in dot ellittici di Permalloy. MODELLI MAGNETICI A BASSA DIMENSIONALITÀ: Mediante calcoli numerico (matrice di trasferimento) e approccio analitico si è studiata la catena di Ising classica nei pressi del campo critico, evidenziando la similarità del diagramma di fase con quello quantistico. Prodotti della ricerca (2006)

Principali collaborazioni Università di Firenze, Dipartimento di Fisica (A.Rettori, A.Cuccoli) Università di Firenze, Dipartimento di Chimica (R.Sessoli) Università di Roma La Sapienza, Dipartimento di Fisica (V.Loreto, A.Vulpiani) Università di Trento, Dipartimento di Fisica (A.Tagliani) Istituto Nazionale di Geofisica e Vulcanologia, U.F. Fisica dell'alta atmosfera, Roma (G.DeFranceschi, V.Romano, L.Alfonsi) Istituto Nazionale di Astrofisica, Istituto di Fisica dello Spazio Interplanetario (G.Consolini)


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editoriali

2006 0 19 1 0 0 0 0 0 12 0

Consiglio Nazionale delle Ricerche, Istituto di Fisica Applicata (P.Spalla) Consiglio Nazionale delle Ricerche, Istituto Nazionale di Fisica della Materia (P.Verrucchi) Eidgenössische Technische Hochschule, Zürich (CH), Departement Physik (A.Vindigni) Centre National de la Recherche Scientifique, Grenoble (F), Laboratoire de Spectrométrie Physique (C.Misbah) University of Bath (UK), Department of Electric and Electronic Engineering (C.N.Mitchell) University of Limerick (IR), Department of Physics (D.Corcoran, B.Fitzgerald) Polska Akademia Nauk (PL), Centrum Badan Kosmicznych (PL) (A.Wernik) Universidade de São Paulo (BR), Instituto de Física (M.J.de Oliveira, S.Salinas) Keio University (JP), Department of Physics (Y.Saito) Universidad Nacional de Córdoba (AR), Facultad de Matemática, Astronomía y Física (S.A.Cannas, E.E.Ferrero) Uppsala Universitet (S), Institutet för rymdfysik (E.Yordanova) University of Western Australia, Crowley (AUS), School of Physics (R.L.Stamps)




da terzi costi

figurativi valore








0 0 0 0 0 0 0 0 Principali risorse strumentali utilizzate Si sta mettendo a punto un apparato per la ripresa di imagini ad alta veocità (fino a 500k frame/s). Per lo studio dei granulari sono state realizzate diverse celle in cui un canale circolare è riempito con un granulare a cui si può applicare un tasso di deformazione di teglio attraverso una piastra girevole che poggia sul granulare. In questo modo si misura essenzialmente la resistenza del granulare allo sforzo. Per lo studio ell'emissione acustica si dispone di una pressa idraulica e di una catena di acquisizione trasduttori-filtri-amplificatori-oscilloscopio-calcolatore, che può acquisire segnali fino almeno a 10 MHz. Crescita e funzionalità di materiali e sistemi complessi a base carbonio

Progetto: Sistemi e materiali complessi Dipartimento: Materiali e Dispositivi Responsabile: CAPPELLI EMILIA

Risultati conseguiti 1- Diamante policristallino. Si è proceduto all'ottimizzazione delle prestazioni di film di diamante, come elemento attivo di convertitori di energia di radiazione nucleare. Utilizzando il fascio di elettroni primari di alta energia

prodotto da un apparato SEM, che rappresenta una buona sorgente per la simulazione dell'impatto di particelle beta, sono stati effettuati studi di emissione elettronica su film di diamante CVD. Le misure di emissione secondaria hanno rivelato un'efficienza di conversione pari allo 0.4% in corrispondenza di un'energia degli elettroni del fascio primario pari a 1 keV. Il valore di efficienza di conversione è largamente migliorabile attraverso l'ottimizzazione della geometria del dispositivo e delle proprietà elettroniche dei film di diamante, sebbene già garantisca valori competitivi con dispositivi attualmente presenti sul mercato (batterie beta-voltaiche per applicazioni aerospaziali). 2- Carbonio amorfo e nano-strutturato. Variando le condizioni di crescita PLD sono stati ottenuti film nano-strutturati di carbonio su n-Si<100>, caratterizzati da auto-organizzazione ed orientamento spaziale e da dimensionie controllate. Attraverso studi spettroscopici, diffrattometria X ad incidenza radente e riflettività X, sono state determinate composizione, struttura e densità dei campioni cresciuti e dimensione 3D delle nano-particelle grafeniche ed orientamento spaziale rispetto al substrato. 3- Dispositivi acustici e piezoelettrici -Ottimizzazione dei parametri di crescita (T substrato, composizione % dei gas, distanza anodo-catodo, potenza della sorgente RF etc.) di film piezoelettrici di AlN e di ZnO, nonchè di SiC su substrati di Si(001) e Si(111) mediante RF magnetron sputtering reattivo. Le proprietà piezoelettriche (costanti d33) e strutturali (orientazione cristallografica) dei film di AlN e ZnO sono state studiate mediante d33 probe (ISC-CNR Tor Vergata) e XRD (ISM-CNR). E' stato messo in opera il laboratorio di fotolitografia. 4- Modelli Sviluppo della modellistica teorica delle caratteristiche (velocità di fase e di gruppo, coefficiente di accoppiamento elettroacustico, power flow angle) della propagazione di onde acustiche superficiali (SAW) attraverso strutture multistrato al variare della direzione di propagazione, dello spessore degli strati e della temperatura. Prodotti della ricerca (2006)

Principali collaborazioni Progetto FIRB su Carbonio nanostrutturato: -Univ. di Roma "Roma Tre", Dip. Ing. Elettronica, -IMM-CNR sez. Bologna, -IMIP-CNR sez Potenza, -IC-CNR sez Roma Montelibretti e linea XRD1-SINCROTRONE Trieste (Dr. A.Pifferi, Dr. L. Barba). Dosimetri di radiazione in diamante policristallino: -Univ. di Roma "Roma Tre", Dip. Ing. Elettronica -Univ. Cattolica del Sacro Cuore -IC-CNR sez Roma Montelibretti (sorgenti raggi X) -Technion Institute (Haifa, Israel) -Karolinska Institutet (Stockholm, Sweden) -Scanditronix (Stockholm, Sweden) -Eurorad (Strasbourg, France) Progetto PROMOMAT: -ENEA-Casaccia, Div. Materiali Innovativi


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2006 0 4 0 1 1 0 0 0 8 0

Progetto FIRB sui sensori: -Dipartimento di Chimica, Univ. Roma 1, -ISM-CNR Torvergata, -Universita' degli Studi di PAVIA, Dip. Chimica-Fisica, -Centro di Studio Macromolecole Stereordinate ed Otticamente Attive (CNR), -ISM-CNR sez Montelibretti (caratterizzazione strutturale e morfologica film piezoelettrici (XRD e STM)).




da terzi costi

figurativi valore








1 0 0 2 0 0 0 3 Principali risorse strumentali utilizzate Crescita 1- La deposizione dei film policristallini di diamante è stata effettuata tramite apparecchiatura HF-CVD da una miscela di metano ed idrogeno; 2- La crescita di nano-strutture di carbonio è stata realizzata con ablazione di target di grafite tramite laser pulsati con radiazione di tipo UV (ArF), NIR e VIS (1a e 2a armonica Nd:YAG); 3- La deposizione di film di AlN, ZnO e SiC è stata realizzata con RF magnetron sputtering reattivo (target di Al, ZnO, SiC in ambiente di N2 ed Ar)acquistato con i fondi di Start Up assegnati a CINZIA CALIENDO. 4- realizzazione di dispositivi mediante fotolitografia ottica: mask aligner deep UV ricondizionato acquistato con i fondi del primo anno della commessa per la sede ISC di Tor Vergata. Caratterizzazione 1- La caratterizzazione delle proprietà di conversione energetica dei film di diamante CVD è stata effettuata attraverso l'irraggiamento con un fascio di elettroni ad alta energia (1-20 keV). La potenza effettivamente convertita è stata calcolata su di un carico che connette emettitore (diamante) ed un collettore metallico. 2- Per lo studio della composizione, struttura ed orientamento delle nano-strutture di grafene sono state utilizzate spettroscopia Raman, SEM (ISC Montelibretti), HR-TEM, XRD ed XRR (IMM Bologna). 3- Le proprietà piezoelettriche e strutturali (orientazione cristallografica) dei film di AlN sono state studiate mediante XRD (ISM-CNR) e mediante uso del d33 probe (ISC-CNR). 4- misure elettroacustiche mediante analizzatore di rete vettoriale HP 8753A acquisito con fondi FIRB Caliendo 5- camera climatica programmabile Angelantoni acquisita con fondi FIRB Caliendo

Preparazione, caratterizzazione e modellizzazione di mesostrutture di materiali complessi.

Progetto: Sistemi e materiali complessi Dipartimento: Materiali e Dispositivi Responsabile: MATTEI GIORGIO

Risultati conseguiti Attività sperimentale 1) Semiconduttori porosi - E' stato esteso il metodo originale di formazione e simultanea funzionalizzazione in situ(FORFUN) di strati e superstrutture di PS a molecole non direttamente utilizzabili nel processo FORFUN mediante un processo a due step: I) FORFUN per formare PS funzionalizzato con molecole idonee; II) reazione chimica, ex situ, in soluzione opportune per trasformare le molecole chemisorbite in nuove specie con le funzionalità d'interesse. Tale processo a due step è efficace e preserva tutte le caratteristiche uniche e originali del FORFUN, in particolare la funzionalizzazione chimica spazialmente selettiva (chemisorbire le molecole solo su uno strato selezionato di una struttura multistrato di PS). Tali nuovi materiali sono di interesse per applicazioni in settori quali l'optoelettronica e la sensoristica. - Sono stati preparati e studiati dei sistemi nanocompositi costituiti da una matrice di PS mesoporoso (diametro dei pori 20 - 30 nm) e da carbonio infiltrato nei pori mediante Hot Filament Chemical Vapour Deposition (HFCVD). Le analisi mediante Scanning Electron Microscopy (SEM) hanno mostrato che la struttura mesoporosa del PS viene conservata durante il processo HFCVD. Misure micro-Raman delle superfici e delle sezioni degli strati di PS dopo la deposizione di C (PS/C), hanno dimostrato che carbone di tipo sp2 permea in modo omogeneo tutti i pori dall'interfaccia interna Si-PS a quella esterna PS-aria. Data la natura mesoporosa del PS/C il carbone infiltrato risulta essere naturalmente nanostrutturato. Ulteriori misure FTIR, riflettanza UV-vis e Raman hanno evidenziato che le proprietà (ad es. ottiche, termiche, elettriche) del PS/C sono molto diverse rispetto a quelle della matrice di PS. L'aumento della conducibilità termica e in particolare di quella elettrica rendono il PS/C di potenziale interesse nella dispositivistica a base di PS. 2) Studi spettroscopici di materiali innovativi e di interesse tecnologico: - Sono stati caratterizzati mediante spettroscopie ottiche e vibrazionali materiali di nuova sintesi a base fosfati; film sottili di Al-Cu-Fe; film sottili di diamante depositati su differenti substrati. - E' stata eseguita la caratterizzazione della risposta ottica lineare (PL, trasmittività: UV-Vis-NIR), della dinamica di ricombinazione di cariche fotoeccitate (pump and probe, time-resolved PL) e delle proprietà ottiche nonlineari (Z-scan) di materiali composti di nanocristalli di Si e Ge in matrici vetrose. 3) Studio di materiali porosi di interesse nel settore dei Beni Culturali, principali risultati: - Caratterizzazione dei processi di degrado di carte antiche o invecchiate artificialmente mediante spettroscopia ottica. - Modelli statistici e algoritmi per l'individuazione delle cave di provenienza di marmi antichi. Caratterizzazione di reperti lapidei provenienti dagli scavi archeologici di Cirene, Libia. Campionamento di cave di marmo di interesse archeologico nella Turchia centrale. Attività teorica Lo studio della risposta ottica in mesostrutture quantistiche, sviluppato mediante modelli autoconsistenti semiclassici, in approssimazione di massa efficace ha riguardato il calcolo: 1) delle curve di dispersione in un super-reticolo unidimensionale di buche quantiche dell'eccitone pesante e leggero di Wannier, della propagazione fotonica, dovuta alla modulazione della funzione dielettrica di background e della propagazione del polaritone-eccitonico rilevando interessanti zone di propagazione anomala e sinistrorsa. 2) dell'energia variazionale non-adiabatica del centro di massa, della funzione inviluppo dell'eccitone di Wannier e delle curve di dispersione del polaritone-eccitonico in un super-reticolo di lamine quantiche con periodicita' di Bragg. L'andamento dell'energia dell'eccitone in funzione del rapporto fra le masse lacuna-elettrone e della dimensione della lamina rispetto al raggio di Bohr dell'eccitone è stato confrontato con la soluzione esatta adiabatica. Mentre la variazione dell'energia dell'eccitone in funzione del rapporto fra la massa del moto relativo e quella del baricentro e' piccola rispetto

all'energia dell'eccitone stesso, l'impulso relativo alla quantizzazione del centro di massa varia fortemente dando un'apprezzabile variazione dei dead-layers alle interfaccie rispetto al raggio di Bohr. La super-radianza e l'effetto di dispersione spaziale permettono di osservare gli stati eccitonici dispari, proibiti dalle regole di selezione ottiche. 3) delle curve di dispersione e della risposta ottica non-locale in cavita' planari patternate lateralmente mediante il metodo delle funzioni di Green di bulk e quello della funzione di Green del polaritone di cavita' (K.Cho). I due metodi, che differiscono anche per una diversa fattorizzazione dell'energia Coulombiana fra l'equazione di Schroedinger e di Maxwell, sono in ottimo accordo numerico e hanno permesso di spiegare il meccanismo responsabile dell'aumento del Rabi splitting. Prodotti della ricerca (2006)

Principali collaborazioni - Middle East Technical University, Ankara, Turchia - ISM-CNR -Istituto Centrale Patologia del Libro ENEA-Frascati. - Institute of spectroscopy, Russian Academy of Science, Troitsk , Russia - - Facolta' di ingegneria dell'Universita' di Osaka ,Giappone. - Dipartimento di Chimica, Università di Roma "La Sapienza". - Dipartimento di Scienze e Tecnologie Chimiche, Università di Roma "Tor Vergata - Toyota Physical and Chemical Research Institute, Aichi, Nagakute,Giappone (Prof. Kikuo Cho) - Institut des NanoSciences de Paris, Paris, Francia (Prof.Monique Combescot).




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2006 0 9 0 0 1 0 0 0 6 0

Principali risorse strumentali utilizzate Sistema Raman-Laser per misure macro-, micro- Raman costituito da un triplo spettrometro della Dilor modello XY con rivelatore a CCD raffreddata ad azoto liquido e microscopio modificato della Olympus che permette misure macro-Raman , micro Raman in set-up confocale con risoluzione spaziale laterale di 1, 2, 10 micron; Spettrometro infrarosso a trasformata di Fourier della Biorad-Digilab modello FTS-40A, con allineamento dinamico, con box essiccato esterno per misure con un secondo rivelatore ed accessori per misure in riflessione ad angolo variabile ed ATR. Laser di differenti lunghezze d'onda e diversi impulsi temporali per l'eccitazione di nano-cristalli di semiconduttori. 2 Workstations RISC IBM e software originale. Realizzazione e studio di sistemi complessi Organico/Inorganico

Progetto: Sistemi e materiali complessi Dipartimento: Materiali e Dispositivi Responsabile: SOTTINI STEFANO

Risultati conseguiti Firenze- a) Si è concluso con successo il progetto sui termometri in periodically poled lithium niobate (PPLN) da usarsi sui pantografi dei treni.b) Sono state fabbricate nanosfere di oro sia per ablazione laser che per sintesi chimica.c) Sono state fatte misure SPR su reticoli metallizzati. A un anno dal trasferimento nella nuova sede persistono gravi difficoltà che limitano l'attività di ricerca. Tor Vergata- a) Modifica della tecnica Z-scan per correlare nonlinearità e parametri strutturali ed elettronici di metallo-bis-ftalocianine.b) Studio degli effetti di confinamento quantistico in film sottili metallici su substrati quasi cristallini.c) Con il MICE sono state studiate le proprietà strutturali di ossidi di vanadio su ossidi di zirconio usando l'AFM. Montelibretti-a) Sviluppo del sistema di deposizione per ablazione laser. E' stata avviata la crescita di films di ossidi trasparenti e conduttori, anche con proprietà magnetiche. Parallelamente è proseguito lo studio delle proprietà magnetiche dei films di doppie perovskiti. b) Studio (teorico con metodo tight binding e sperimentale mediante spettroscopia di assorbimento X alla soglia) del pentacene adsorbito su Cu. Lo studio teorico è basato su un metodo tight-binding e i risultati sono stati confrontati con misure ottenute mediante spettroscopia di assorbimento X alla soglia. Desidero infine rilevare i positivi effetti che cominciano a manifestarsi in conseguenza della creazione dell'ISC. Distinguerei un aspetto generale, legato alla volontaria partecipazione di ciascuno ad un progetto entro cui dare alla propria attività nuovi stimoli e prospettive di lungo termine; ed un secondo aspetto riguardante specificamente l'attività della commessa che, grazie a ISC, ha potuto coordinare forze significative su un tema di grande interesse e attualità. Oltre a collaborazioni specifiche, si stanno anche sviluppando progetti comuni, ad es. quello sulla sensoristica. Esistono tuttavia ampie potenzialità ancora da sfruttare per lo sviluppo di sinergie più organiche, rese ad oggi impossibili dalla mancanza di adeguate risorse, sia economiche che di personale, tali da consentire lo sviluppo di progetti di ampio respiro Prodotti della ricerca (2006)

Principali collaborazioni ISM-CNR IMIP-CNR ELETTRA Sincrotrone Trieste


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2006 0 19 0 1 0 0 0 0 3 0

ENEA UTS Tecnologie Fisiche Avanzate, C.R. Frascati, MICE (M. Valigi), Roma, Dip.to di Fisica e CNISM Università di RomaTre Università Roma 1 Università di Padova Università di Genova Università di Firenze Politecnico di Bari CIQA, Saltillo (Mexico) INRim, Torino




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0 0 0 0 0 0 0 0 Principali risorse strumentali utilizzate Laboratorio Superesca di ELETTRA, misure NEXAFS Apparato di evaporazione e caratterizzazione in UHV per films organici e trattamento di superfici, (1/2 LEED-Auger) Apparato in UHV per analisi spettroscopica (EELS, SEE, non completo) Apparato di crescita per ablazione laser(laser Nd:Yag e camera di deposizione UHV)) Microscopi AFM e STM Evaporatore con cannone elettronico (praticamente inutilizzato a causa del trasloco ed in corso di upgrading) Camera bianca (ancora inagibile nella nuova sede di Firenze) Litografia ottica (inutilizzabile fuori dalla camera bianca) Varie sorgenti laser anche impulsate e accordabili Cappa chimica con acqua deionizzata ecc., installata nel nuovo laboratorio non essendo più disponibile il laboratorio di chimica di istituto presente nella vecchia sede Comportamento dinamico di sistemi complessi

Progetto: Sistemi e materiali complessi Dipartimento: Materiali e Dispositivi Responsabile: POLITI ANTONIO

Risultati conseguiti Evidenza che reti di neuroni "leaky-integrate-and-fire" possono mostrare un comportamento pseudocaotico ma linedarmente stabile: risultato importante per le neurocienze computazionali. Scoperta che neuroni singoli mostrano il fenomeno di "coherence resonance" in presenza di correlazioni nei segnali di ingresso. Messa a punto di modelli semplici per la generazione di reti scale-

free con varie proprieta' di correlazione. Risultati teorici rigorosi sulla stabilita' di stati sincroni in network di varie topologie incluse reti scale-free. Sviluppo e test di metodi basati su dinamica nonlineare per l'analisi di elettro e magneto-encefalogrammi. Terminata la messa punto di una tecnica sperimentale per il tiraggio di singole proteine (titina) con il microscopio a forza atomica. Progresso significativo nella comprensione delle fluttuazioni di bassa frequenza osservate nei laser a semiconduttore. Risoluzione esatta delle equationi di mode-coupling per il problema della conduzione termica in sistemi unidimensionali e risultante congettura dell'esisenza di due distinte classi di universalita'. Prodotti della ricerca (2006)

Principali collaborazioni R. Livi (Dipartimento di Fisica Firenze), G.-L. Oppo (University of Strathclyde, Glasgow GB), H. Abarbanel (San Diego, USA), Y. Maistrenko (Julich, Germania), H. Chate (Saclay, Francia), S. Denisov, (Max Planck Institute, Dresda, Germania), C. Tessone (IMEDEA, Isole Baleari, Spagna), J. Kurths (Potsdam University, Germania); P. Baschieri (IPCF, Pisa), M. Basso (Dipartimento Sistemi ed Informatica, Firenze), Arcovito (Universita' Cattolica Sacro Cuore, Roma), B. Samori' (Dipartimento di Biochimica, Bologna), R. Raiteri (Dipartimento di Bioingengeria Elettronica, Genova), A. Imparato (Politecnico Torino), M. Cencini (CNR-INFM Roma), Massimo Giudici (INLN, Nizza, Francia), Ditta Elbatech.




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0 0 0 0 0 0 0 0 Principali risorse strumentali utilizzate Uso di un cluster composto da 7 biprocessori e 8 biprocessori dual-core. Tre microscopi a forza atomica di cui uno ottimizzato per misure biologica (montato su microscopio ottico invertito), uno dedicato allo studio di materiali ed uno realizzato presso l'Istituto utilizzato per studi di dinamica di pilotaggio dello strumento. Un microscopio confocale a scansione laser con eccitazione ad uno e due fotoni integrato con un sistema di misura dei tempi di vita (FLIM).


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2006 0 28 2 8 1 0 0 0 3 0

Magnetismo - Complessità - Magnetismo - Sistemi magnetici a bassa dimensionalità

Progetto: Materiali magnetici funzionali Dipartimento: Materiali e Dispositivi Responsabile: PINI MARIA GLORIA

Risultati conseguiti ANTIFERROMAGNETE DI HEISENBERG 2D L'accordo con il diagramma di fase sperimentale del composto Mn-formate-dihydrate, di spin S=5/2, ha permesso di stabilire che quella fu la prima osservazione sperimentale, seppur indiretta, di una genuina transizione KT. CATENA DI ISING IN CAMPO TRASVERSO Mediante calcolo numerico si è mostrato che la lunghezza di correlazione classica ha un comportamento simile a quella quantistica. CATENE MAGNETICHE MOLECOLARI Ci sono tre distinte regioni (TN=0.039 K e T0=2.08 K): T<TN : ordine 3D elimagnetico TN<T<T0 : ordine chirale (segmenti di eliche avvitate nello stesso verso ma con fasi a caso) T0 <T : regione paramagnetica FILM MAGNETICI ULTRASOTTILI Il risultato peculiare e' che, a causa delle forti fluttuazioni statistiche presenti in tale sistema quasi 2D, anche in fase disordinata (T/Tc>1) il film presenta un comportamento anisotropo. DIMERO [Fe(Ome)(dpm)2]2 Sono stati ricavati: la costante di anisotropia, le frequenze dei modi vibrazionali coinvolti nell'interazione con gli spin, le interazioni interne. Fe13 Sono state ottenute le frequenze caratteristiche dei diversi siti del ferro Prodotti della ricerca (2006)

Principali collaborazioni Università di Firenze: Dipatimento di Fisica (A.Cuccoli, A.Fubini, A.Rettori, G.Spina, V.Tognetti). Dipartimento di Chimica (A.Caneschi, R.Sessoli). Università di Perugia:Dipartimento di Fisica (G. Carlotti). Università di Pavia: Dipartimento di Fisica (F. Borsa, A. Lascialfari). Western Australia University, Crawley, School of Physics (R.L. Stamps) Argonne National Laboratory, Materials Science Division, USA (G.P. Felcher). ETH, Physics Department, Zuerich, Switzerland (D. Pescia) . Northeastern University, Chemistry Department, Boston, US (W. Reiff).




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2006 0 6 0 1 0 0 0 0 3 0




0 0 0 0 0 0 0 0 Principali risorse strumentali utilizzate Laboratorio Moessbauer con tre linee di misura: Una linea con criostato munito di campo da 5 T a bagno d'elio. Una linea con criostato a flusso d'elio. Una linea con criogeneratore Gifford-Mac Mahon, per T >10 K. Strumentazione ordinaria di Laboratorio. Attività Moduli Materiali Funzionali e Sistemi Disordinati

Commessa: Materiali Funzionali e Sistemi Disordinati Progetto: Sistemi e materiali complessi Dipartimento: Materiali e Dispositivi Responsabile: ZOPPI MARCO

Risultati conseguiti Gli spettri Raman e neutronici sui materiali contenenti idrogeno stanno dando risultati interessanti e dimostrano i limiti dei modelli teorici disponibili. Spettri Raman su clatrati e zeoliti idrogenate mostrano spostamenti sensibili delle righe molecolari indotte dall'interazione con il substrato. Misure su miscele H2/D2 mostrano risultati in contrasto con i modelli teorici attuali e ne evidenziano i limiti. Le misure sui materiali ferroelettrici, anche sotto forma di film sottili ottenuti mediante deposizione laser ad impulsi hanno permesso la determinazione dei moduli elastici dinamici e della suscettività dielettrica. Films ferroelettrici di Na0.5Bi0.5TiO3-BaTiO3, mostrano elevate costanti dielettriche e piezoelettriche che li rendono valide alternative ai materiali tradizionali a base di Pb. Misure combinate dielettriche, anelastiche ed NMR su rilassori ferroelettrici del tipo (Pb/La)(Zr/Ti)O3 hanno permesso di ottenere informazioni sulle dinamiche atomiche non-polari. E' stato realizzato un nuovo materiale ceramico utilizzabile come schermo per neutroni epitermici (in fase di brevetto). Sono state ottenute interessanti immagini preliminari di radiografia neutronica su INES. Prodotti della ricerca (2006)

Principali collaborazioni 1-A.Albinati(Uni-Milano) 2-S.Cantelli(Uni-Roma-1) 3-G.Principi(Uni-Padova) 4-M.Ferretti(Uni-Genova) 5-P.Nanni(Genova) 6-G.Spina(Uni-Firenze) 7-CNR-ISTEC(Faenza) 8-CNR-IENI (Genova) 9-CNR-ICCOM(Firenze)


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2006 0 16 5 0 1 2 0 1 17 0

10-LENS (Firenze) 11-CNR-IPCF(Messina) 12-Università Roma-Tre 13-CCLRC-ISIS(UK) 14-University Vienna (A) 15-University Barcelona (E) 16-University Patagonia (Arg.) 17-University Tsukuba (Japan) 18-University Bucarest(Romania) 19-University Salford(UK) 20-University Nottingham(UK) 21-GKSS(Hamburg,D) 22-CEA(Paris,F) 23-University Besancon (F)




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0 0 0 0 1 0 0 1 Formazione spontanea di strutture e fenomeni di trasporto

Commessa: Formazione spontanea di strutture e fenomeni di trasporto Progetto: Sistemi e materiali complessi Dipartimento: Materiali e Dispositivi Responsabile: VAIA RUGGERO

Risultati conseguiti FISICA DEI GRANULARI: È stato completato il nuovo apparato sperimentale per la misura della risposta di un granulare a sforzi di taglio. L'apparato e' stato testato, messo a punto e si è dato corso ad un nuovo set di esperimenti di cui si stanno raccogliendo i dati; è stata anche avviata la realizzazione di un apparato per la ripresa di imagini ad alta veocità (fino a 500k frame/s). È proseguita l'analisi dei dati raccolti con l'apparato precedente e si sta verificando l'adeguatezza di modelli lineari e non lineari per la descrizione dello sforzo di taglio esercitato dal mazzo granulare. È iniziata una collaborazione con l'Università di Limerick (IR), finanziata dal governo irlandese e dalla UE nel cui ambito si sta simulando il sistema granulare sia sotto forma di automa cellulare, sia con una programma di dinamica molecolare. Si è pervenuti ad una messa a punto dei programmi e a vederei primi risultati che sono molto promettenti. EMISSIONE ACUSTICA E FRATTURE DEI MEZZI DISORDINATI: È stata effettuata l'analisi con modelli di regressione della serie temporale di emissione acustica segnali verificando che un modello lineare (ARMA) è sufficiente alla descrizione del fenomeno, purché i dati siano sottoposti ad un coarse

grained (ad esempio prendendo il valore quadratico medio su un intervallo). Si è anche mostrato che la distribuzione dei tempi di attesa non segue una statistica Poissoniana ma estremale (Gumbell). SUPERFICI E INTERFACCE: INSTABILITÀ, COARSENING, PATTERN FORMATION: Abbiamo trovato un criterio analitico per determinare la legge del coarsening in alcune classi di sistemi che sviluppano un pattern regolare la cui taglia aumenta nel tempo. PLASMI SPAZIALI E GEOFISICI: Tomografia ionosferica: studio dei vantaggi dell'inclusione dei dati da ionosonda e dei modelli teorici nella ricostruzione del background ionosferico equatoriale. Scintillazioni ionoferiche: costruzione di un modello fenomenologico delle scintillazioni ionosferiche a partire dai dati in situ di irregolarità ionosferica; costruzione di uno schema di analisi multi-scala della scintillazione ionosferica e delle irregolarità ionosferiche: scalografia, intermittenza, statistica multi-scala, proprietà multifrattali. Turbolenza di plasma: determinazione delle proprietà di anisotropia in trasferimento dell'informazione nella turbolenza geomagnetica nella "cuspide" magnetosferica; determinazioni di leggi analitiche per le statistiche inter-generazionali nel modello p; costruzione di un modello analitico frattale della riconnessione magnetica. TUNNELING QUANTISTICO MACROSCOPICO: La determinazione della scala di tempo per tunneling coerente e incoerente in potenziali asimmetrici a doppia buca è stata rivista mediante il metodo "instanton-bounce", ottenendo un approccio relativamente più semplice rispetto ai trattamenti quanto-meccanici convenzionali. TUNNELING COERENTE E INCOERENTE IN CLUSTER MAGNETICI: I magneti molecolari sono molecole con grande momento magnetico tenute orientate da una anisotropia magnetica assiale. Il tunneling incoerente fra gli stati di spin può essere descritto come una successione random di piccole variazioni, cioè un processo stocastico analogo al moto Browniano unidimensionale di una particella in un box con pareti riflettenti. Nel campo di applicabilità del modello, sono stati trovati tempi di inversione di spin in buon accordo con l'esperienza. Per ciò che concerne l'effetto tunnel coerente fra stati di spin degeneri, è stata trovata la soluzione esplicita dell'equazione di Schrödinger, utilizzando un nuovo tipo di sviluppo in serie di funzioni di Bessel, la quale ha permesso di ottenere l'espressione esatta dell'ampiezza di probabilità per l'inversione di spin. L'accordo con i dati sperimentali, relativi al cluster Fe8 è sensibilmente migliorato rispetto a calcoli precedenti. EFFETTI DI TAGLIA FINITA IN CATENE MAGNETICHE: Abbiamo calcolato, mediante il metodo della matrice di trasferimento, la magnetizzazione M di una catena di Heisenberg unidimensionale con anisotropia, avente lunghezza finita, per campo H lungo l'asse facile o difficile. Dal fit di M(H) in catene monoatomiche di Co su Pt(997) otteniamo un valore dell'anisotropia magnetica, consistente con il comportamento superparamagnetico osservato a basse temperature. STRUTTURE A DOMINI IN DOT MAGNETICI: Abbiamo calcolato numericamente come si modifica (da singolo dominio, a due domini, a vortice) lo stato fondamentale di un dot magnetico al variare della forma del campione, nel caso di magnetizzazione confinata al piano del film. I risultati sono in buon accordo con recenti misure di microscopia a forza magnetica in dot ellittici di Permalloy. MODELLI MAGNETICI A BASSA DIMENSIONALITÀ: Mediante calcoli numerico (matrice di trasferimento) e approccio analitico si è studiata la catena di Ising classica nei pressi del campo critico, evidenziando la similarità del diagramma di fase con quello quantistico. Prodotti della ricerca (2006)

Principali collaborazioni Università di Firenze, Dipartimento di Fisica (A.Rettori, A.Cuccoli) Università di Firenze, Dipartimento di Chimica (R.Sessoli) Università di Roma La Sapienza, Dipartimento di Fisica (V.Loreto, A.Vulpiani) Università di Trento, Dipartimento di Fisica (A.Tagliani) Istituto Nazionale di Geofisica e Vulcanologia, U.F. Fisica dell'alta atmosfera, Roma (G.DeFranceschi, V.Romano, L.Alfonsi) Istituto Nazionale di Astrofisica, Istituto di Fisica dello Spazio Interplanetario (G.Consolini)


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2006 0 19 1 0 0 0 0 0 12 0

Consiglio Nazionale delle Ricerche, Istituto di Fisica Applicata (P.Spalla) Consiglio Nazionale delle Ricerche, Istituto Nazionale di Fisica della Materia (P.Verrucchi) Eidgenössische Technische Hochschule, Zürich (CH), Departement Physik (A.Vindigni) Centre National de la Recherche Scientifique, Grenoble (F), Laboratoire de Spectrométrie Physique (C.Misbah) University of Bath (UK), Department of Electric and Electronic Engineering (C.N.Mitchell) University of Limerick (IR), Department of Physics (D.Corcoran, B.Fitzgerald) Polska Akademia Nauk (PL), Centrum Badan Kosmicznych (PL) (A.Wernik) Universidade de São Paulo (BR), Instituto de Física (M.J.de Oliveira, S.Salinas) Keio University (JP), Department of Physics (Y.Saito) Universidad Nacional de Córdoba (AR), Facultad de Matemática, Astronomía y Física (S.A.Cannas, E.E.Ferrero) Uppsala Universitet (S), Institutet för rymdfysik (E.Yordanova) University of Western Australia, Crowley (AUS), School of Physics (R.L.Stamps)




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0 0 0 0 0 0 0 0 Crescita e funzionalità di materiali e sistemi complessi a base carbonio

Commessa: Crescita e funzionalità di materiali e sistemi complessi a base carbonio Progetto: Sistemi e materiali complessi Dipartimento: Materiali e Dispositivi Responsabile: CAPPELLI EMILIA

Risultati conseguiti 1- Diamante policristallino. Si è proceduto all'ottimizzazione delle prestazioni di film di diamante, come elemento attivo di convertitori di energia di radiazione nucleare. Utilizzando il fascio di elettroni primari di alta energia prodotto da un apparato SEM, che rappresenta una buona sorgente per la simulazione dell'impatto di particelle beta, sono stati effettuati studi di emissione elettronica su film di diamante CVD. Le misure di emissione secondaria hanno rivelato un'efficienza di conversione pari allo 0.4% in corrispondenza di un'energia degli elettroni del fascio primario pari a 1 keV. Il valore di efficienza di conversione è largamente migliorabile attraverso l'ottimizzazione della geometria del dispositivo e delle proprietà elettroniche dei film di diamante, sebbene già garantisca valori competitivi con dispositivi attualmente presenti sul mercato (batterie beta-voltaiche per applicazioni aerospaziali). Nanostrutture di Carbonio: Aumentando la temperatura del substrato sono stati ottenuti film con nano-strutture di circa 7-10 nm, con un' auto-organizzazione spaziale perpendicolare al substrato di n-Si <100>. Struttura, densità ed

orientamento dei campioni sono state determinate con XRD ad incidenza radente, riflettività X e TEM. Densità ed organizzazione spaziale ottimale sono state ottenute utilizzando la sorgente laser a più alta energia (ArF hv= 6.3 eV). La velocità di crescita risulta essere alquanto bassa, comparata a quella ottenuta con la sorgente a Nd:YAG. Tale risultato è però connesso ad una variazione della densità del film, con la corrispondente formazione di vuoti all' interno della struttura del film stesso. Correlato con l'aumento dello spessore e della presenza di vuoti si constata un aumento parallelo della rugosità dei film stessi, da associare ad una crescita più tumultuosa e ad una diversa aggregazione delle particelle attive nella fase primaria di nucleazione. Dispositivi elettroacustici: Ottimizzazione dei parametri di crescita (T substrato, composizione % dei gas, distanza anodo-catodo, potenza della sorgente RF, velocità di oscillazione del substrato, etc.)di film di AlN, ZnO e SiC su Si(001) e (111), mediante RF magnetron sputtering reattivo. Studio delle proprietà piezoelettriche e strutturali relative. Prodotti della ricerca (2006)

Principali collaborazioni Progetto FIRB su Carbonio nanostrutturato: Un.RomaTre-Dip.Ing.Elettr., IMM-CNR sez. Bologna, IMIP-CNR sez Potenza, IC-CNR sez Roma Montelibretti e linea XRD1-SINCROTRONE Trieste (Dr. A.Pifferi, Dr. L. Barba). Dosimetri di radiazione in diamante policristallino: IC-CNR sez Roma Montelibretti (sorgenti raggi X) Progetto PROMOMAT: ENEA-Casaccia, Div. Materiali Innovativi




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2006 0 4 0 1 1 0 0 0 8 0

Preparazione, caratterizzazione e modellizzazione di mesostrutture di materiali complessi.

Commessa: Preparazione, caratterizzazione e modellizzazione di mesostrutture di materiali complessi.

Progetto: Sistemi e materiali complessi Dipartimento: Materiali e Dispositivi Responsabile: MATTEI GIORGIO

Risultati conseguiti Attività sperimentale 1) Semiconduttori porosi - E' stato esteso il metodo originale di formazione e simultanea funzionalizzazione in situ(FORFUN) di strati e superstrutture di PS a molecole non direttamente utilizzabili nel processo FORFUN mediante un processo a due steps : I) FORFUN per formare PS funzionalizzato con molecole idonee; II) reazione chimica, ex situ, in soluzione opportune per trasformare le molecole chemisorbite in nuove specie con le funzionalità d'interesse. Tale processo a due steps è efficace e preserva tutte le caratteristiche uniche e originali del FORFUN, in particolare la funzionalizzazione chimica spazialmente selettiva (chemisorbire le molecole solo su uno strato selezionato di una struttura multistrato di PS). Tali nuovi materiali sono di interesse per applicazioni in settori quali l'optoelettronica e la sensoristica. - Sono stati preparati e studiati dei sistemi nanocompositi costituiti da una matrice di PS mesoporoso (diametro dei pori 20 - 30 nm) e da carbonio infiltrato nei pori mediante Hot Filament Chemical Vapour Deposition (HFCVD). Le analisi mediante Scanning Electron Microscopy (SEM) hanno mostrato che la struttura mesoporosa del PS viene conservata durante il processo HFCVD. Misure micro-Raman delle superfici e delle sezioni degli strati di PS dopo la deposizione di C (PS/C), hanno dimostrato che carbone di tipo sp2 permea in modo omogeneo tutti i pori dall'interfaccia interna Si-PS a quella esterna PS-aria. Data la natura mesoporosa del PS/C il carbone infiltrato risulta essere naturalmente nanostrutturato. Ulteriori misure FTIR, riflettanza UV-vis e Raman hanno evidenziato che le proprietà (ad es. ottiche, termiche, elettriche) del PS/C sono molto diverse rispetto a quelle della matrice di PS. L'aumento della conducibilità termica e in particolare di quella elettrica rendono il PS/C di potenziale interesse nella dispositivistica a base di PS. 2) Studi spettroscopici di materiali innovativi e di interesse tecnologico: - Sono stati caratterizzati mediante spettroscopie ottiche e vibrazionali materiali di nuova sintesi a base fosfati; film sottili di Al-Cu-Fe; film sottili di diamante depositati su differenti substrati. - E' stata eseguita la caratterizzazione della risposta ottica lineare (PL, trasmittività: UV-Vis-NIR), della dinamica di ricombinazione di cariche fotoeccitate (pump and probe, time-resolved PL) e delle proprietà ottiche nonlineari (Z-scan) di materiali composti di nanocristalli di Si e Ge in matrici vetrose. 3) Studio di materiali porosi di interesse nel settore dei Beni Culturali, principali risultati: - Caratterizzazione dei processi di degrado di carte antiche o invecchiate artificialmente mediante spettroscopia ottica. - Modelli statistici e algoritmi per l'individuazione delle cave di provenienza di marmi antichi. Caratterizzazione di reperti lapidei provenienti dagli scavi archeologici di Cirene, Libia. Campionamento di cave di marmo di interesse archeologico nella Turchia centrale. Attività teorica a) Studio della risposta ottica non-locale in cavita' planari: Lo studio delle curve di dispersione dei modi di perdita in cavita' planari 3/2 e' proseguito mediante l'introduzione di un reticolo dielettrico ad uno degli antinodi del campo elettrico della cavita'e con periodicita' lungo la direzione laterale rispetto al confinamento del campo elettrico stesso. Il calcolo auto-consistente da principi primi nello schema semiclassico e' stato confrontato con analogo calcolo ottenuto utilizzando la funzione di Green polaritonica della cavita' messa a punto recentemente da Kikuo Cho. I risultati sono risultati uguali entro l'approssimazione numerica del calcolo. Questo ha permesso di attribuire l'aumento del qualita' ottica della cavita' laser ed il conseguente aumento del "vacuum" Rabi splitting ai modi di risonanza della corrugazione laterale della cavita'.

b) Studio della risposta ottica in cristalli fotonici: Con un modello variazionale di funzione inviluppo dell'eccitone di Wannier sono state calcolate le curve di dispersione dell'eccitone leggero e pesante in un super-reticolo di buche quantiche. Infine, dalla soluzione auto-consistente Schroedinger-Maxwell sono state calcolate le curve di dispersione polaritoniche. c) Studio della risposta ottica in buche quantiche in un super-reticolo di Bragg: La quantizzazione del centro di massa dell'eccitone di Wannier in lamine di semiconduttori e' stata calcolata mediante un modello variazionale di funzione inviluppo non-adiabatico. I risultati del modello sono stati confrontati nel limite adiabatico con la soluzione "esatta" ottenuta recentemente da Monique Combescot. Si e' ottenuto un buon accordo, anche numerico, fra gli andamenti ipotizzati dai due modelli. Con le energie e con le funzioni inviluppo dell'eccitone si sono calcolate le forze dell'oscillatore per unita' di superficie della lamina e la risposta ottica ad incidenza normale di un super-reticolo, periodico in una dimensione. Prodotti della ricerca (2006)

Principali collaborazioni - Middle East Technical University, Ankara, Turchia - ISM-CNR -Istituto Centrale Patologia del Libro ENEA-Frascati. - Institute of spectroscopy, Russian Academy of Science, Troitsk , Russia - - Facolta' di ingegneria dell'Universita' di Osaka ,Giappone. - Dipartimento di Chimica, Università di Roma "La Sapienza". - Dipartimento di Scienze e Tecnologie Chimiche, Università di Roma "Tor Vergata - Toyota Physical and Chemical Research Institute, Aichi, Nagakute,Giappone (Prof. Kikuo Cho) - Institut des NanoSciences de Paris, Paris, Francia (Prof.Monique Combescot).




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2006 0 9 0 0 1 0 0 0 6 0

Realizzazione e studio di sistemi complessi Organico/Inorganico

Commessa: Realizzazione e studio di sistemi complessi Organico/Inorganico Progetto: Sistemi e materiali complessi Dipartimento: Materiali e Dispositivi Responsabile: SOTTINI STEFANO

Risultati conseguiti Firenze- a) Si è concluso con successo il progetto sui termometri in periodically poled lithium niobate (PPLN) da usarsi sui pantografi dei treni.b) Sono state fabbricate nanosfere di oro sia per ablazione laser che per sintesi chimica.c) Caratterizzazione SPR di reticoli metallizzati. A un anno dal trasferimento nella nuova sede persistono gravi difficoltà che limitano l'attività di ricerca. Tor Vergata- a) Modifica della tecnica Z-scan per correlare nonlinearità e parametri strutturali ed elettronici di metallo-bis-ftalocianine.b) Studio degli effetti di confinamento quantistico in film sottili metallici su substrati quasi cristallini.c) Con il MICE sono state studiate le proprietà strutturali di ossidi di vanadio su ossidi di zirconio usando l'AFM. Montelibretti-a) Sviluppo del sistema di deposizione per ablazione laser. E' stata avviata la crescita di films di ossidi trasparenti e conduttori, anche con proprietà magnetiche. Parallelamente è proseguito lo studio delle proprietà magnetiche dei films di doppie perovskiti. b) Studio (teorico con metodo tight binding e sperimentale mediante spettroscopia di assorbimento X alla soglia) del pentacene adsorbito su Cu. Prodotti della ricerca (2006)

Principali collaborazioni ISM-CNR IMIP-CNR ELETTRA Sincrotrone Trieste ENEA UTS Tecnologie Fisiche Avanzate, C.R. Frascati, MICE (M. Valigi), Roma, Dip.to di Fisica e CNISM Università di RomaTre Università Roma 1 Università di Padova Università di Genova Università di Firenze Politecnico di Bari CIQA, Saltillo (Mexico) INRim, Torino




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2006 0 19 0 1 0 0 0 0 3 0




0 0 0 0 0 0 0 0 Tecnologie e sistemi innovativi per la formazione e supporto tecnologico alle amministrazione pubbliche ed alle imprese

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

Progetto: Sistemi e materiali complessi Dipartimento: Materiali e Dispositivi Responsabile: FARRELLY FRANCIS ALLEN

Risultati conseguiti Significativo incremento nell'utilizzo dei sistemi on-line, con particolare riferimento alle attivita' di groupware del progetto EDEN e notevole aumento della visibilita' e divulgazione del progetto nel mondo della scuola. Rafforzamento della collaborazione con il servizio di Polizia Postale e delle Comunicazioni. Notevole intensificazione delle collaborazioni a livello industriale. Numerosi contatti con pubbliche amministrazioni per il supporto on-lne in attività di divulgazione e formazione. Prodotti della ricerca (2006)

Principali collaborazioni Elaborazione di progetti di formazione sulle nuove tecnologie nella scuola con l'Ufficio Scolastico Regionale per il Lazio. Servizio di Polizia Postale e delle Comunicazioni:studio delle infrastrutture critiche ed il trattamento di dati non strutturati. Last mile group srl: realizzazione di sistemi di knowledge management. IIS "A. Volta":gestione del sistema telematico di supporto al progetto per la formazione nelle scuole del Lazio delle figure richieste ai sensi del Dlg 626/94.




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2006 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0




0 0 0 0 0 1 0 1 comportamento dinamico di sistemi complessi

Commessa: Comportamento dinamico di sistemi complessi Progetto: Sistemi e materiali complessi Dipartimento: Materiali e Dispositivi Responsabile: POLITI ANTONIO

Risultati conseguiti Evidenza che reti di neuroni "leaky-integrate-and-fire" possono mostrare un comportamento pseudocaotico ma linedarmente stabile: risultato importante per le neurocienze computazionali. Scoperta che neuroni singoli mostrano il fenomeno di "coherence resonance" in presenza di correlazioni nei segnali di ingresso. Messa a punto di modelli semplici per la generazione di reti scale-free con varie proprieta' di correlazione. Risultati teorici rigorosi sulla stabilita' di stati sincroni in network di varie topologie incluse reti scale-free. Sviluppo e test di metodi basati su dinamica nonlineare per l'analisi di elettro e magneto-encefalogrammi. Terminata la messa punto di una tecnica sperimentale per il tiraggio di singole proteine (titina) con il microscopio a forza atomica. Progresso significativo nella comprensione delle fluttuazioni di bassa frequenza osservate nei laser a semiconduttore. Risoluzione esatta delle equationi di mode-coupling per il problema della conduzione termica in sistemi unidimensionali e risultante congettura dell'esisenza di due distinte classi di universalita'. Prodotti della ricerca (2006)

Principali collaborazioni R. Livi (Dipartimento di Fisica Firenze), G.-L. Oppo (University of Strathclyde, Glasgow GB), H. Abarbanel (San Diego, USA), Y. Maistrenko (Julich, Germania), H. Chate (Saclay, Francia), S. Denisov, (Max Planck Institute, Dresda, Germania), C. Tessone (IMEDEA, Isole Baleari, Spagna), J. Kurths (Potsdam University, Germania); P. Baschieri (IPCF, Pisa), M. Basso (Dipartimento Sistemi ed Informatica, Firenze), Arcovito (Universita' Cattolica Sacro Cuore, Roma), B. Samori' (Dipartimento di Biochimica, Bologna), R. Raiteri (Dipartimento di Bioingengeria Elettronica, Genova), A. Imparato (Politecnico Torino), M. Cencini (CNR-INFM Roma), Massimo Giudici (INLN, Nizza, Francia), Ditta Elbatech.




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2006 0 28 2 8 1 0 0 0 3 0




0 0 0 0 0 0 0 0 Complessità - Magnetismo - Sistemi magnetici a bassa dimensionalità

Commessa: Magnetismo - Complessità - Magnetismo - Sistemi magnetici a bassa dimensionalità

Progetto: Materiali magnetici funzionali Dipartimento: Materiali e Dispositivi Responsabile: CIANCHI LUCIANO

Risultati conseguiti ANTIFERROMAGNETE DI HEISENBERG 2D L'accordo con il diagramma di fase sperimentale del composto Mn-formate-dihydrate, di spin S=5/2, ha permesso di stabilire che quella fu la prima osservazione sperimentale, seppur indiretta, di una genuina transizione KT. CATENA DI ISING IN CAMPO TRASVERSO Mediante calcolo numerico si è mostrato che la lunghezza di correlazione classica ha un comportamento simile a quella quantistica. CATENE MAGNETICHE MOLECOLARI Ci sono tre distinte regioni (TN=0.039 K e T0=2.08 K): T<TN : ordine 3D elimagnetico TN<T<T0 : ordine chirale (segmenti di eliche avvitate nello stesso verso ma con fasi a caso) T0 <T : regione paramagnetica FILM MAGNETICI ULTRASOTTILI Il risultato peculiare e' che, a causa delle forti fluttuazioni statistiche presenti in tale sistema quasi 2D, anche in fase disordinata (T/Tc>1) il film presenta un comportamento anisotropo. DIMERO [Fe(Ome)(dpm)2]2 Sono stati ricavati: la costante di anisotropia, le frequenze dei modi vibrazionali coinvolti nell'interazione con gli spin, le interazioni interne. Fe13 Sono state ottenute le frequenze caratteristiche dei diversi siti del ferro Prodotti della ricerca (2006)

Principali collaborazioni Università di Firenze: Dipatimento di Fisica (A.Cuccoli, A.Fubini, A.Rettori, G.Spina, V.Tognetti). Dipartimento di Chimica (A.Caneschi, R.Sessoli). Università di Perugia:Dipartimento di Fisica (G. Carlotti). Università di Pavia: Dipartimento di Fisica (F. Borsa, A. Lascialfari). Western Australia University, Crawley, School of Physics (R.L. Stamps) Argonne National Laboratory, Materials Science Division, USA (G.P. Felcher). ETH, Physics Department, Zuerich, Switzerland (D. Pescia) . Northeastern University, Chemistry Department, Boston, US (W. Reiff).


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2006 0 6 0 1 0 0 0 0 3 0




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0 0 0 0 0 0 0 0 Cristalli fotonici risonanti per dispositivistica “all optics”

Commessa: Nanostrutture e nanodispositivi Progetto: Nanoscienze e nanotecnologie Dipartimento: Materiali e Dispositivi Responsabile: D'ANDREA ANDREA

Risultati conseguiti Progettazione e realizzazione di prototipi di sensori completamente ottici basati sull'effetto a "super-prisma" presente nei "cristalli fotonici" di semiconduttori. Il dispositivo consiste nella super-diffrazione di un raggio laser che si propaga in un campione di semiconduttore che presenta una struttura spazialmente periodica bidimensionale (2D) di vuoti e pieni, realizzata mediante tecnica di nanolitografia. I vuoti del campione possono essere riempiti mediante processi nanofluidici con gas o liquidi, di costante dielettrica maggiore di quella del vuoto; in questo caso il raggio laser puo' venire fortemente deviato, rispetto alla condizione precedente, se la simmetria spaziale e le dimensioni del campione sono progettate "ad hoc". Infine, il raggio laser incidente ed emergente e' accoppiato in guida d'onda alla lamina di semiconduttore mediante due reticoli ottici opportunamente progettati. Il dispositivo si presenta sotto forma di una lamina di semiconduttore, "patternata" con accuratezza nanoscopica, su cui far incidere e successivamente rilevarne la direzione emergente del raggio laser. Da calcoli di modello risulta che, per lunghezza d'onda pari ad 1,55micrometri, e' possibile ottenere sensibilita' 500 volte superiori a quelle dei normali prismi ottici, cosi' da poter misurare variazioni di indice di rifrazione del campione pari a circa 0.0002. Queste proprieta' ottiche "estreme" permettono l'utilizzo del dispositivo come sensore, completamente ottico, per il rilevamento degli inquinanti ambientali, sia gassosi che liquidi, e di molecole organiche (in particolare attualmente in collaborazione con l'Istituto di Nanotecnologie e Fotonica –IFN di Roma si sta' sperimentando un sensore adatto allo studio della bio-funzionalizzazione del DNA). Una versione semplificata di questo dispositivo consistente dei soli reticoli d'ingresso e d'uscita e' stata presentata a Dicembre 2006 dal Sig. Giovanni Vinci (della ditta Vinci Fine Instruments di Monterotondo-Roma www.vinci.it ) ai Progetti per l'innovazione nelle PMI della Regione Lazio. Prodotti della ricerca (2006)


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2006 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

Principali collaborazioni Dott. V.Foglietti e A.M.Gerardino,Istituto di Fotonica e Nanotecnologie, Roma Prof. P.Bassi, D.Pierleoni, dip. di Ingegneria DEIS, Universita' di Bologna Dott. G.Vinci , della Vinci Fine Instruments, Monterotondo (Roma)




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0 0 0 0 0 0 0 0 Attività RSTL Studio di materiali complessi tramite microscopie a superrisoluzione.

Responsabile: SELCI STEFANO Risultati conseguiti (Sede di Roma-Tor Vergata ): 1) E' stata completata una teoria completa per un innovativo microscopio a scansione ottica, suscettibile di brevettazione e ingegnerizzazione. Tale teoria si basa su strumenti di calcolo FEA (Finite Element Analysis), di recente acquisizione, che permettono la simulazione 2D e 3D del campo eletromagnetico nel campo vicino e in campo lontano, tramite opportune valutazione sulla propagazione, con la possibilità di calcolo su materiali realistici. 2) Sono state effettuate misure AFM per provare l'uso di punte conduttrici su superfici di Grafite, con immagini in corrente a risoluzione locale; 3) Sono stati effettuati nuovi tests di nano attrito e trasmittanza Deep UV per il Progetto: " SERENA (Search for Exospheric Refilling and Emitted Natural Abundances)", in ambito INAF/CNR/ASI/ESA/NASA, per la realizzazione di uno spettrometro per atomi neutri per un satellite che orbiterà intorno a Mercurio nell'ambito della missione spaziale "BepiColombo". 4) Sono state effettuate misure di AFM su campioni del sestema Zirconio /Ossido di Vanadio, in collaborazione con il gruppo del Prof. Valigi, per le attività descritte nella DG.RSTL.109.002, mostrando le potenzialità di nuove collaborazioni in gruppi altrimenti su posizioni disciplinari distanti. (Sede di Firenze) Nuovo progetto di upgrading dello strumento per la funzionalità SNOM. L'idea è quella di implementare lo stadio di raccolta del segnale diffuso dal cantilever, con l'affaccio diretto della testa della fibra di raccolta sulla sua base. Oltre a ridurre l'ingombro verticale dello strumento, questa configurazione evita la procedura preliminare di accoppiamento ottico fra la testa della fibra di raccolta e la base del cantilever, indispensabile per le misure SNOM.


Principali collaborazioni Stefano Orsini (IFSI-INAF, Roma) Andrea M. Di Lellis, (AMDL, Roma) Peter Wurz (Physikalisches Institut, University of Bern, Switzerland) Stefano Livi (JHUAPL, Laurel, MD, USA) Anna Milillo (IFSI-INAF, Roma) Alessandro Mura (IFSI-INAF, Roma) Maria Gabriella Castellano (IFN-CNR, Roma) Roberto Leoni (IFN-CNR, Roma)




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0 0 0 0 0 0 0 0 Principali risorse strumentali utilizzate Microscopio AFM Microscopio STM da UHV Laser ad Argon Computer per calcolo parallelo Preparazione e caratterizzazione di materiali inorganici per la catalisi eterogenea

Responsabile: FIERRO GIUSEPPE Risultati conseguiti Linea di ricerca 1: l'attività catalitica di FeOx/ZrO2 per C3H6+O2 correla con la riducibilità del ferro,e per NO+C3H6+O2 la selettività di C3H6 verso NO diminuisce al crescere della riducibilità del ferro. I catalizzatori solfatati CuOx/ZrO2 sono meno attivi dei non solfatati per NO+NH3+O2. Linea di ricerca 2: ioni Fe3+ in ZnMn2O4 ne incrementano notevolmente l'attività catalitica per la riduzione di NO con C3H8 e C3H6. Per la decomposizione di N2O Fe-ZSM-5 è più attivo dell'omologo Fe-MCM-41. Per la decomposizione di NO Cu-ZSM-5(microporoso) è attivo, ma non Cu-MCM-41 (mesoporoso).


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2006 0 0 1 1 0 0 1 0 0 0

Linea di ricerca 3: Pd in WOx/ZrO2 ne aumenta l'attività e la selettività per l'isomerizzazione del n-C4H10 e riduce la disattivazione. Il pH di preparazione di VOx/ZrO2 influenza la dispersione delle specie vanadio che per riscaldamento interagiscono con la superficie formando prima V2O5 e poi ZrV2O7. Linea di ricerca 4: fotocatalizzatori TiO2 di diversa preparazione hanno differente attività catalitica che si cerca di correlare con la rugosità e/o la stechiometria della superficie. La scala di tossicità delle sostanze testate col nuovo biosensore respirometrico è in buon accordo con la letteratura. I risultati scientifici conseguiti nelle 4 linee di attività di ricerca sono stati pubblicati in 6 lavori apparsi su riviste internazionali nel campo della Catalisi, della Chimica delle Superfici, delle Chimica dei Materiali, della Chimica Ambientale. La produttività scientifica annovera anche 6 comunicazioni presentate e pubblicate negli atti di 3 congressi internazionali e 3 congressi nazionali. Infine è stata curata la pubblicazione di un numero speciale della rivista internazionale di catalisi "Catalysis Today" [Vol.116, Issue 1, 30 Luglio 2006, Guest Editors: G. Fierro (CNR, Istituto dei Sistemi Complessi, Roma, Italy) and A. M. Doyle (Division of Chemistry and Materials, Manchester Metropolitan University, Manchester, UK)]. La Sezione 'MICE' (ex Centro di Studio su 'Struttura e Attività Catalitica di Sistemi di Ossidi' (SACSO)), a cui sono associati docenti e ricercatori del Dipartimento di Chimica dell'Univ. di Roma 'La Sapienza', si è inoltre impegnata in attività di formazione con lo svolgimento di tesi di laurea in Chimica e Chimica Industriale. Il personale CNR è anche membro delle commissioni d'esame di diversi insegnamenti dei corsi di laurea in Chimica, Scienze Biologiche e Scienze Geologiche della Facoltà di Scienze MFN dell'Univ. di Roma 'La Sapienza'. Prodotti della ricerca (2006)

Principali collaborazioni 1) Dr. G.B. Andreozzi, Dipartimento di Scienze della Terra, Università di Roma 'La Sapienza'. 2) Prof. L. Campanella, Dipartimento di Chimica, Università di Roma 'La Sapienza'. 3) Prof. P. Ciambelli, Dr. D. Sannino, Dipartimento di Ingegneria Chimica e Alimentare, Università di Salerno. 4) Dr. C. Frazzoli, Dr. A. Mantovani, Dipartimento di Sanità Alimentare e Animale, Istituto Superiore di Sanità, Roma. 5) Dr. G. Mattei, CNR, ISC – Montelibretti (Laser-Raman). 6) Prof. F. Pepe, Dr. S. Tuti, Università degli Studi di Roma Tre, Dipartimento di Ingegneria Meccanica e Industriale. 7) Dr. S. Selci, CNR, ISC – Tor Vergata (AFM). 8) Prof. V. Solinas, Dipartimento di Scienze Chimiche, Università di Cagliari. 9) Prof. R. Spinicci, Dipartimento di Energetica, Università di Firenze.


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2006 0 6 0 2 0 0 0 1 6 1

10) Prof. H. Thomas, Prof. L. Botto, Prof. C. Cabello, CONICET, La Plata – Argentina




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Principali risorse strumentali utilizzate 1- Bilancia Cahn con analizzatore simultaneo TG-DTA Stanton Redcroft STA 1500 2- Diffrattometro RX Philips PW1729 3- Spettrofotometro UV-Vis-NIR Cary 5E 4- Spettrofotometro XPS Leybold Heraeus 5- Spettrometro EPR Varian E-9 6- Spettrofotometro FT-IR Perkin Elmer 2000 7- Porosimetro Micromeritics ASAP 2010 8- Spettrometro Assorbimento Atomico Varian SpectrAA 220 9- Bilancia magnetica Gouy 10- Differential Thermal Analyzer (DTA) Perkin Elmer DTA7 11- Thermal Gravimetric Analyzer (TGA) Perkin Elmer Pyris-1 12- Apparato TPR/TPO non commerciale, completamente costruito in laboratorio, per riduzione o ossidazione a temperatura programmata 13- n. 7 linee da vuoto di tipo BET con microreattori catalitici per prove di catalisi, di adsorbimento-desorbimento, trattamento 'in situ' del catalizzatore 14- n. 5 gascromatografi 15- Forno tubolare Carbolite Furnace mod. STF 16/50 COMPETENZE ASSOCIATE ALLE STRUMENTAZIONI - Analisi termica differenziale (TGA-DTA): studio della decomposizione termica del precursore. - Bilancia magnetica di Gouy: studio della suscettività magnetica del catalizzatore. - Diffrattometria di raggi X: caratterizzazione strutturale e composizione di fase del catalizzatore e del suo precursore. - Microreattori catalitici: studio dell'attività catalitica attraverso reazioni test condotte in linee a flusso di gas. - Porosimetria: studio del volume e della distribuzione dei pori del solido. - Riduzione/Ossidazione a Temperatura Programmata (TPR/TPO): studio del processo di riduzione del catalizzatore e delle sue proprietà redox. - Spettrofotometria fotoelettonica da raggi X (XPS): studio delle proprietà di superficie del catalizzatore.

- Spettrofotometria infrarossa in Trasformata di Fourier (FTIR): studio della superficie attraverso l'uso di molecole 'spia' (es. CO). - Spettrometria di risonanza paramagnetica elettronica (EPR) identificazione di specie paramagnetiche nel solido. - Spettrofotometria di riflettanza diffusa UV-Vis-NIR: studio della simmetria e dello stato chimico di ioni metallici, identificazione di fasi disperse sul solido. Elenco pubblicazioni dell’Istituto

Articoli ISI

1 J. P. Sharpe, P. L. Ramazza, N. Sungar, K. Saunders - Pattern Stabilization through Parameter Alternation in a Nonlinear Optical System - PHYSICAL REVIEW LETTERS, Vol. 96, Pagg. 094101-

2 S. Residori, U. Bortolozzo, P.L. Ramazza - Triangular Optical Localized Structures and Their Transition to a Turbulent-like Extended State - JOURNAL OF LOW TEMPERATURE PHYSICS, Vol. 145, Pagg. 277-285

3 E.Giorgetti,M.MunizMiranda,G.Margheri,A.Giusti,S.Sottini,M.Alloisio,C.Cuniberti,G.Dellepiane - "UV polymerization of self-assembled monolayers of a novel diacetylene on silver : a spectroscopic analysis by Surface Plasmon Resonance and Surface Enhanced Raman Scattering - LANGMUIR, Vol. 22, Pagg. 1129-1134

4 P.K. Mohanty, A. Politi - A new approach to partial synchronization in globally coupled rotators - JOURNAL OF PHYSICS A-MATHEMATICAL AND GENERAL, Vol. 39, Pagg. L415-

5 M. Celli, F. Grazzi, M. Zoppi - A new ceramic material for shielding pulsed neutron scattering instruments - NUCLEAR INSTRUMENTS & METHODS IN PHYSICS RESEARCH, Vol. 565, Pagg. 861-863

6 Cinzia Caliendo - Acoustic method of investigating the material properties and humidity sensing behavior of polymer coated piezoelectric substrates - JOURNAL OF APPLIED PHYSICS, Vol. 100, Pagg. 054508-054508

7 F. Cordero, A. Franco, V.R. Calderone, P. Nanni and V. Buscaglia - Anelastic relaxation in SrTiO3 with O vacancies and H - MATERIALS SCIENCE AND ENGINEERING, Vol. 442, Pagg. 55-58

8 F. Trequattrini, F. Cordero, G. Cannelli, R. Cantelli, A. Coda and A. Gallitognotta - Anelastic relaxation in ZrV2Hx intermetallic compounds - MATERIALS SCIENCE AND ENGINEERING, Vol. 442, Pagg. 124-127

9 F. Cordero, A. Franco, V.R. Calderone, P. Nanni and V. Buscaglia - Anelastic spectroscopy for studying O vacancies in perovskites - JOURNAL OF THE EUROPEAN CERAMIC SOCIETY, Vol. 26, Pagg. 2923-2929

10 S.Tacchi, A.Stollo, M.Madami, G.Gubbiotti, G.Carlotti, M.G.Pini, P.Politi, R.L.Stamps - Anisotropy effects on the magnetic excitations of epitaxial ultrathin films below and above the Curie temperature - SURFACE SCIENCE, Vol. 600, Pagg. 4147-

11 P. Politi, A. Torcini - Asymptotic and effective coarsening exponents in surface growth models - EUROPEAN PHYSICAL JOURNAL B, Vol. 53, Pagg. 401-

12 F. Quercioli, B. Tiribilli, M. Vassalli, F. Sbrana - Autocorrelator design for nonlinear optical microscopy - OPTICAL ENGINEERING, Vol. 45, Pagg. 064303-

13 A. D'Andrea and D. Schiumarini - Bragg quantum wells in weak confinement regime - EUROPEAN PHYSICAL JOURNAL B, Vol. 54, Pagg. 87-101

14 A.Baldassarri, F.Dalton, A.Petri, S.Zapperi, G.Pontuale, and L.Pietronero - Brownian forces in sheared granular matter - PHYSICAL REVIEW LETTERS, Vol. 96, Pagg. 118002-

15 C.Zoppi, G. Cappugi, B. Pantera, L. Carresi, B. Tiribilli, F. Sbrana, A. Scala, L. Pazzagli - Cerato-Platanin, the first member of a new protein family, undergoes self aggregation and fragmentation in solution - ITALIAN JOURNAL OF BIOCHEMISTRY, Vol. 55, Pagg. 156-

16 L.Petaccia, C. Cepek, S. Lizzit, R. Larciprete, R. Macovez, M. Sancrotti, A. Goldoni - Characterization of high-quality MgB2(0001) epitaxial films on Mg(0001) - NEW JOURNAL OF PHYSICS, Vol. 8, Pagg. 12-

17 A.Cuccoli, A.Taiti, R.Vaia, P.Verrucchi - Classical Ising chain in a trasverse field - JOURNAL OF MAGNETISM AND MAGNETIC MATERIALS, Vol. 310, Pagg. e477-

18 A.Ranfagni, I.Cacciari, M.A.Vitali, P.Moretti, R.Ruggeri - Coherent and incoherent tunneling in asymmetric double-well potentials - PHYSICAL REVIEW A, Vol. 74, Pagg. 14102-

19 U. Bafile, E. Guarini, F. Barocchi - Collective acoustic modes as renormalized damped oscillators: Unified description of neutron and x-ray scattering data from classical fluids - PHYSICAL REVIEW E, Vol. 73, Pagg. 061203-

20 M. Tardocchi, A. Pietropaolo, C. Andreani, G. Gorini, S. Imberti, E. Perelli-Cippo,R. Senesi, N. Rhodes, E.M. Schooneveld - Comparison of Cadmium–Zinc–Telluride semiconductor and Yttrium–Aluminum–Perovskite scintillator as photon detectors for epithermal neutron spectroscopy - NUCLEAR INSTRUMENTS & METHODS IN PHYSICS RESEARCH, Vol. 567, Pagg. 337-340

21 S. Boccaletti, V. Latora, Y. Moreno, M. Chavez and D.-U. Hwang - Complex Networks: Structure and Dynamics - PHYSICS REPORTS-REVIEW SECTION OF PHYSICS LETTERS, Vol. 424, Pagg. 175-

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99 L. Campanella, M. Battilotti, R. Dragone, I. Mevola - “Suitable solid state chemical sensor for formaldehyde determination” - INTERNATIONAL JOURNAL OF ENVIRONMENT AND POLLUTION, Vol. 27, Pagg. 313-323

100 L. Campanella, R. Dragone, D. Lelo, E. Martini, M. Tomassetti - “Tyrosinase inhibition organic phase biosensor for triazinic and benzotriazinic pesticide analysis (part two)” - ANALYTICAL AND BIOANALYTICAL CHEMISTRY, Vol. 384, Pagg. 915-921

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2 D. Colognesi and M. Zoppi - Hydrogen vibrational dynamics in ionic metal hydrides revealed through inelastic neutron scattering - Notiziario neutroni e luce di sincrotrone, Vol. 11.2, Pagg. 4-

3 D. Colognesi - Incoherent Inelastic Neutron Scattering at Small Angles: Studying Phase Transitions to Orientationally Disordered HCl - Journal of Neutron Research, Vol. 14, Pagg. 303-

4 C. Castellano, A. Martinelli, M. Ferretti, M. R. Cimberle, R. Cantelli and F. Cordero - Local structure and dynamic properties of Mn substituted manganites studied by EXAFS and anelastic spectroscopy - Advances in Science and Technology, Vol. 52, Pagg. 110-115

5 A.I. Kolesnikov, J.C. Li, D. Colognesi - Low energy neutron vibrational spectra of high pressure phase of ice - Journal of Neutron Research, Vol. 14, Pagg. 325-

6 Stefano Selci - Nano Smart Materials - Il Nuovo Saggiatore, Vol. 22, Pagg. 98-107 7 U. Bafile, F. Barocchi, F. Demmel, F. Formisano, E. Guarini, M. Sampoli, G. Venturi - Neutron

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3 M. Valigi, D. Gazzoli, G. Ferraris, S. De Rossi, L. Ferrari, and S. Selci - BULK, SURFACE AND MORPHOLOGICAL CHARACTERIZATION OF ZIRCONIA SUPPORTED VANADIUM OXIDE - VIII Convegno Materiali Nanofasici, Roma

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9 F. Paternostro, F. Sbrana, D. Nosi, B. Tiribilli, L. Formigli - Role of actin cytoskeleton in the modulation of stretch-activated channels sensitivity of myoblastic C2C12 cells - 60° Congresso Nazionale della Società Italiana di Anatomia e Istologia, Pavia

10 F. Quercioli, B. Tiribilli, M. Vassalli, G. Molesini , M. Vannoni, U. Wendt, M. Smid, K. Stiebe-Lange - Scanning fluorescence microscopy with a lens colour filter - NanoScale 2006 - 7th Seminar on Quantitative Microscopy and 3rd Seminar on Nanoscale Calibration Standards and Methods Dimensional and related measurements in the micro- and nanometre range , Wabern

11 F. Quercioli, B. Tiribilli, M. Vassalli, M. Vannoni, G. Molesini, - Spettroscopio modulare per microscopia confocale - Elettroottica 2006, Frascati

12 T. Del Rosso, G. Margheri, S Trigari, S. Sottini, D. Grando, F. Prudenzano, A. D'Orazio, V. Petruzzelli, M. De Sario - Temperature sensing EMD environments through SHG in PPLN - Eigth European Conference on applications of Polar Dielectrics, Metz, France

13 G. Fierro, G. Moretti, G. Ferraris, G.B. Andreozzi - “The role of iron species in Fe-MFI and Fe-MCM-41 catalysts for N2O and NO abatement reactions” - Fifth Tokyo Conference on Advanced Catalytic Science and Technology (TOCAT-5), , Tokyo (Giappone)

Libri

1 Gordon Fraser - Complex systems - The new Physics for the 21st century, Cambridge University Press, Cambridge

2 P. VINCENZINI and E. CAPPELLI - Diamond and Other New Carbon Materials IV - Advances in Science and Technology, Volume 48, Trans Tech Publications Inc., Stafa-Zurich (Switzerland)

3 F. Craciun, M. Dinescu - Piezoelectrics - Pulsed Laser Deposition of Thin Films: Applications Led-Growth of Functional Materials, Wiley-Interscience,

4 D. Attanasio, S. Kane, and R. Platania - Provenance, use and distribution of white marbles at Cyrene - Bar International Series 1488, 247-255, ,

Rapporti

1 Silvia Imberti e Marco Zoppi - INES Report N. 4 2 Francesco Grazzi, Milva Celli, Marco Zoppi - Progetto NIMROD, Report N.1


1 Stefano Selci - Progetto 3D tipo FEA per uno spettrometro per atomi neutri

Risultati di valorizzazione applicativa

1 R. Dragone, C. Frazzoli, A. Mantovani, L. Campanella - Biosensori applicati alla sicurezza alimentare2 F. Grazzi, M. Celli, and M. Zoppi - Ceramix: un nuovo materiale ceramico utilizzabile come

assorbitore di neutroni

Attività editoriali

1 G. Fierro, A.M. Doyle - Catalysis Today Principali risorse strumentali dell’Istituto

----Inizio descrizione risorse strumentali commessa MD.PO2.006 - Preparazione, caratterizzazione e modellizzazione di mesostrutture di materiali complessi----- Sistema Raman-Laser per misure macro-, micro- e nano-Raman costituito da: i)un triplo spettrometro della Dilor modello XY con rivelatore a CCD raffreddata ad azoto liquido e microscopio modificato della Olympus che permette misure macro-Raman , micro Raman in set-up confocale con risoluzione spaziale laterale di 1, 2, 10 micron; ii)accessorio della ditta NANONICS che permette di effettuare spettroscopia ottica Raman e di luminescenza con risoluzione spaziale nanometrica (50-500 nm), oltre che la mappatura AFM della superficie in studio. Spettrometro infrarosso a trasformata di Fourier della Biorad-Digilab modello FTS-40A, con allineamento dinamico, con box essiccato esterno per misure con un secondo rivelatore ed accessori per misure in riflessione ad angolo variabile ed ATR. Laser impulsato per misure Z-scan di NC, criostato a circolazionedi elio per misure a temperature 10 300 K. Varie sorgenti laser per misure di fotoluminescenza. Mezzi di calcolo PC e RISC.con utilizzo di software originale (90%) e commerciale rielaborato (10%). ----Fine descrizione risorse strumentali commessa MD.PO2.006 - Preparazione, caratterizzazione e modellizzazione di mesostrutture di materiali complessi------------------ ----------Inizio descrizione risorse strumentali commessa MD.P02.005 Crescita e funzionalità di materiali e sistemi complessi a base carbonio modulo MD.P02.005.001 Crescita e funzionalità di materiali e sistemi complessi a base carbonio 1- Deposizione chimica (CVD) e fisica da vapore (PVD e PLD), attivate da plasmi, di film sottili HF-CVD (DC bias) MW-CVD (AsTex, in comodato da UniromaTre, Dip. Ing. El.) Pulsed Laser Deposition Apparatus (Ionvac)+ ottiche e microposizionatori Magnetron Sputtering (Ionvac) ArF pulsed laser (Lambda Physik) (compartecipazione), Nd:YAG pulsed laser (Quanta Ray), Ion beam (sede di Firenze) 2- Caratterizzazione (microscopia elettronica, ottica e forza atomica) SEM (Cambridge, in comodato da Enitecnologie) AFM (Quesant) Microscopio ottico con telecamera 3- Caratterizzazione elettronica Banco elettronico (oscilloscopio, alimentatore e saldatore) Emissione elettronica secondaria (Elettrometro) X-ray characterisation set up (pico-amperometro, amplificatore lock-in, nano-voltmetro, elettrometro per camera a ionizzazione, Keithley, Posizionatori ed attuatori elettromeccanici, Camera vuoto + sistema di pompaggio )

4- Preparazione di micro-dispositivi elettro-acustici (fotolitografia ottica ed attacco chimico) Mask aligner (strumento ricondizionato) Spinner Deionizzatore Gas cabinet Bilancia, vasca ultrasuoni, cappa chimica, forno di essicamento fotoresist etc. (da acquistare: saldatrice ad ultrasuoni e profilometro) ---------fine descrizione risorse strumentali commessa MD.P02.005 Crescita e funzionalità di materiali e sistemi complessi a base carbonio modulo MD.P02.005.001 Crescita e funzionalità di materiali e sistemi complessi a base carbonio--------- **** inizio risorse strumentali DG.RSTL.109.002 "Preparazione e caratterizzazione di materiali inorganici per la catalisi eterogenea "*** 1- Bilancia Cahn con analizzatore simultaneo TG-DTA Stanton Redcroft STA 1500 2- Diffrattometro RX Philips PW1729 3- Spettrofotometro UV-Vis-NIR Cary 5E 4- Spettrofotometro XPS Leybold Heraeus 5- Spettrometro EPR Varian E-9 6- Spettrofotometro FT-IR Perkin Elmer 2000 7- Porosimetro Micromeritics ASAP 2010 8- Spettrometro Assorbimento Atomico Varian SpectrAA 220 9- Bilancia magnetica Gouy 10- Differential Thermal Analyzer (DTA) Perkin Elmer DTA7 11- Thermal Gravimetric Analyzer (TGA) Perkin Elmer Pyris-1 12- Apparato TPR/TPO non commerciale, completamente costruito in laboratorio, per riduzione o ossidazione a temperatura programmata 13- n. 7 linee da vuoto di tipo BET con microreattori catalitici per prove di catalisi, di adsorbimento-desorbimento, trattamento 'in situ' del catalizzatore 14- n. 5 gascromatografi 15- Forno tubolare Carbolite Furnace mod. STF 16/50 COMPETENZE ASSOCIATE ALLE STRUMENTAZIONI - Spettrofotometria di riflettanza diffusa UV-Vis-NIR: studio della simmetria e dello stato chimico di ioni metallici. - Bilancia magnetica di Gouy: studio della suscettività magnetica del catalizzatore. - Diffrattometria di raggi X: caratterizzazione strutturale e composizione di fase del catalizzatore e del suo precursore. - Microreattori catalitici: studio dell'attività catalitica attraverso reazioni test condotte in linee a flusso di gas. - Porosimetria: studio del volume e della distribuzione dei pori del solido. - Riduzione/Ossidazione a Temperatura Programmata (TPR/TPO): studio del processo di riduzione del catalizzatore e delle sue proprietà redox. **fine risorse strumentali DG.RSTL.109.002** Considerazioni generali ed elementi di autovalutazione

Considerazioni generali L'obiettivo scientifico dell'ISC è di creare un polo della Scienza dei Sistemi Complessi a tutto campo, che spazi dalle problematiche di natura concettuale e scientifica all'esplorazione concreta di applicazioni pratiche in vari campi, dal software ai materiali innovativi alla bioinformatica.

Il soggetto dei Sistemi Complessi è molto attuale e intrinsecamente interdisciplinare. In Italia è già rappresentato da vari gruppi di riconosciuto valore internazionale. L'Istituto si propone di integrare le attività di questi gruppi e di altri che hanno manifestato interesse in un sistema con notevole massa critica e capacità di azione in campi scientifici strategici ma anche in applicazioni di carattere innovativo. A livello individuale i ricercatori dell'ISC hanno già una apprezzabile visibilità nazionale e internazionale. L'ISC si propone però di integrare e valorizzare le loro attività anche dal punto di vista della visibilità e dell'impatto. Le principali attività scientifiche dell'ISC riguardano i seguenti campi: - Studio dei Sistemi Complessi con particolare riferimento alle loro applicazioni interdisciplinari in Fisica, Chimica, Biologia e Teoria dell'Informazione. - Modelli teorici, applicazione e analisi di sistemi reali. - Sistemi critici, vetrosi, frattali e turbolenti. Reti geniche e neurali. Auto-organizzazione critica. - Controllo ed analisi di dinamiche non lineari. Materiali complessi, disordinati, vetrosi, porosi, granulari. - Processi di formazione e caratterizzazione. Catalisi eterogenea. Nuovi materiali superconduttori. Sistemi mesoscopici e aspetti complessi delle nanostrutture. - Indagine microscopica della materia disordinata con metodologie spettroscopiche utilizzanti luce, neutroni e raggi X. Elementi di autovalutazione L'Istituto dei Sistemi Complessi (ISC) è stato costituito in via sperimentale il 13 maggio 2004. Con l'introduzione dei nuovi regolamenti CNR, il 30 giugno 2005 l'Istituto straordinario è diventato Centro di responsabilità scientifica di primo livello. Nel settembre 2005 è stata presentata alla Presidenza del CNR la Pre-relazione sulle attività svolte che descrive in modo esteso le attività del nuovo Istituto e contiene anche molti elementi di autovalutazione. La Pre-relazione contiene inoltre vari allegati che illustrano le pubblicazioni e i progetti scientifici. Alcuni mesi dopo l'ISC è stato valutato come Istituto da stabilizzare e, in questo senso, ha completato la fase sperimentale. L'idea di base dell'ISC è di valorizzare e sviluppare varie componenti CNR, INFM, INOA e universitarie integrandole in un progetto innovativo e interdisciplinare di grande rilevanza nazionale e internazionale. In questo progetto si è data grande importanza all'impatto dell'ISC sia rispetto agli sviluppi scientifici di tipo fondamentale che a quelli tecnologici e applicativi. Questo processo è iniziato con grande entusiasmo e molti ricercatori dell'INFM e dell'INOA si sono trasferiti o sono stati comandati all'ISC. In particolare hanno aderito i due CRS dell'INFM: SMC (Statistical Mechanics and Complexity) diretto da G. Parisi e SOFT diretto da G. Ruocco. Molti ricercatori universitari avrebbero anche voluto afferire. Sfortunatamente, dopo questo periodo iniziale costruttivo, l'Ente si è come paralizzato rispetto a queste dinamiche. Infatti la situazione dell'INFM è stata molto travagliata e alla fine è sembrato conveniente raggruppare, per ragioni meramente amministrative, tutto l'INFM in un singolo Istituto CNR (il 110). Per gli universitari poi non si sono mai definite le loro modalità per l'afferenza. Tutti questi ricercatori collaborano in ogni caso concretamente con il resto dell'ISC, indipendentemente dagli aspetti organizzativi, ma certo questa paralisi ha complicato uno sviluppo organico del progetto ISC. Per la definizione del campo dei Sistemi Complessi e la strutturazione originale dell'ISC rimandiamo

ai documenti presentati alla fine del 2005. Questi documenti, per quanto mi risulta non sono mai stati analizzati, nel senso che non c'è stata alcuna reazione o commento al riguardo. Attività scientifica Le attività scientifiche dell'ISC sono basate su gruppi CNR, INOA, INFM e Universitari (anche se come abbiamo visto questa integrazione è tuttora in una fase fluida) in varie sedi a Roma e Firenze. Questo gruppo di ricercatori rappresenta una delle realtà preminenti della scienza Italiana come testimoniato da numerosi riconoscimenti. Uno dei principali è stata l'assegnazione all'Italia, da parte della IUPAP, della Conferenza internazionale STATPHYS 23 che stiamo organizzando a Genova nel periodo 9-13 Luglio 2007. L'ISC è il principale istituto organizzatore di questa conferenza. Associate alla conferenza principale ci saranno anche 18 meetings satelliti in tutta Europa. Questa serie di eventi rappresenta una formidabile occasione di visibilità e di valorizzazione delle attività dell'ISC. Nonostante la situazione confusa che abbiamo menzionato le attività scientifiche dell'ISC sono proseguite secondo le linee previste. Oltre alle attività teoriche più caratteristiche dei sistemi Complessi abbiamo cercato di sviluppare delle linee sperimentali innovative ispirate a queste tematiche interdisciplinari come previsto nel progetto originale. A questo fine una situazione più stabile dell'Istituto sarebbe certamente molto auspicabile. Proposta di interventi organizzativi L'esperienza dell'Istituto dei Sistemi Complessi (ISC) è ormai ampiamente consolidata. L'ISC rappresenta un importante esempio di integrazione e valorizzazione delle varie componenti CNR, INFM, INOA e universitarie che sono state integrate in un progetto innovativo e interdisciplinare di grande rilevanza nazionale e internazionale. L'ISC ha raccolto e coordinato un gruppo di eccellenza tra i migliori in assoluto in Italia e di notevole rilevanza internazionale. Inoltre ha posto grande attenzione sia agli aspetti scientifici che a quelli applicativi con tutta una serie di iniziative che saranno ulteriormente ampliate nel prossimo futuro. Complessivamente riteniamo l'esperienza dell'ISC altamente positiva e ci auguriamo che si possa rapidamente superare la presente situazione confusa. Flessibilità e tempistica Nei rapporti tra istituzioni scientifiche e imprese la flessibilità e la tempistica rapida sono due punti fondamentali che prescindono dal progetto specifico. Da questo punto di vista l'ISC ha dimostrato notevole flessibilità ed adattabilità nel considerare possibili collaborazioni. Un punto critico è però quello della tempistica. Abbiamo visto che in molti casi il CNR impone tempi strettissimi, per lo più nelle richieste di documentazione burocratica. Al contrario per la soluzione dei problemi pratici e la pianificazione o modifica di progetti i tempi possono essere lunghissimi. Questo è dovuto a varie ragioni, una delle quali è un impianto burocratico particolarmente pesante. Ultimamente questa pesantezza sembra addirittura aumentata. Ci auguriamo che questo sia un aspetto temporaneo dovuta alle varie riorganizzazioni. E' però inevitabile porsi questo problema e fornire soluzioni concrete soprattutto in relazione ai rapporti con aziende e istituzioni esterne. Lo stesso problema è chiaramente presente per i progetti nazionali e internazionali. Un esempio di questa problematica è rappresentato dalla sistemazione degli spazi ISC di Tor Vergata che era stata impostata nel 2004 ma si è poi paralizzata e tuttora non è stata risolta. Questo è un esempio particolarmente grave e penalizzante sebbene si tratti di un problema a costo zero. Sarebbe auspicabile che queso problema venisse finalmente affrontato e risolto nell'interesse di tutti.

Visibilità a livello nazionale e internazionale Come abbiamo visto nella Pre-relazione l'ISC ha già aquisito una notevole visibilità e rilevanza a livello nazionale dove è divenuto in breve tempo un punto di riferimento per una vasta area scientifica e tecnologica. La maggior parte dei gruppi partecipanti era già ben nota e la loro integrazione in una struttura coerente ha generato un importante valore aggiunto in molte direzioni. Media e divulgazione Abbiamo posto grande attenzione a questo punto con una serie di iniziative mirate e i risultati sono già notevoli. Questa visibilità ha già portato a molti importanti contatti professionali e, in alcuni casi, sono già state sviluppate interessanti collaborazioni. Riteniamo infine che l'aspetto divulgativo sia molto importante per sviluppare la cultura scientifica e mostrare al pubblico il ruolo e l'importanza delle istituzioni scientifiche. Questa visibilità è essenziale anche per stimolare l'interesse dei giovani verso le materie scientifiche. Intendiamo quindi continuare e ampliare queste attività verso i media e la divulgazione in tutti i modi possibili. STATPHYS 23 Per questo importante evento abbiamo già iniziato a lavorare con un team basato su molti giovani dell'ISC. Questa è la prossima conferenza mondiale della Fisica Statistica che è stata ufficialmente assegnata all'Italia e si terrà a Genova nel Luglio 2007 (Chairman: L. Pietronero). Il CNR e l'ISC saranno parte attiva nell'organizzazione. La conferenza STATPHYS 23 rappresenta quindi un importante riconoscimento per la comunità scientifica italiana che sarà valorizzata da questo evento e dalle varie conferenze satellite che saranno ad esso associate. Per l'ISC questo evento può costituire un importante evento di visibilità a livello internazionale. Dal punto di vista pratico abbiamo l'appoggio di personale di Genova ex-INFM e pensiamo di chiedere un contributo finanziario al CNR per l'organizzazione. Per il momento la sensibilità del CNR a questo evento mondiale è stata piuttosto modesto. Amministrazione: la struttura amministrativa dell'ISC descritta nella Pre-relazione è al momento, appena sufficiente. L'integrazione completa dell'INFM e dell'INOA necessiteranno quindi di un rafforzamento in questa direzione anche considerando un ragionevole sviluppo di nuove iniziative.

CENTRO DI RESPONSABILITÀ SCIENTIFICA INFM Direttore: prof.ssa Elisa Molinari Sede principale: Corso F. M. Perrone 24 - 16152 Genova (GE) Articolazione territoriale: trieste, napoli, milano, catania, roma, modena, pisa, agrate brianza,

salerno, trento, cosenza, brescia, padova, bari, cagliari, lecce Sito web dell'Istituto: www.infm.it Dipartimento di prevista afferenza Materiali e Dispositivi Missione

. Attività di ricerca (2006) Commesse

• Modellizzazione di sistemi a molti corpi classici e quantistici in presenza di forte correlazione e disordine

• La complessità nella fisica dello stato solido • Complessità nelle scienze naturali • La complessità nei sistemi vetrosi • Materia soffice: Dinamica di non-equilibrio e complessita • Materia soffice: Self Assembly, Clustering, Arresto Strutturale • Materia soffice: diffusione elastica ed anelastica di neutroni e raggi-x • 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 • Ottica e spettroscopia nell'intervallo spettrale UV-X soffici • 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 • Materiali magnetici massivi da sistemi nanostrutturati • Studio della correlazione fra proprietà strutturali e morfologiche di film ultrasottili

(psudomorfismo, epitassia) e loro proprietà elettroniche e magnetiche • Sviluppo di strumentazione e di metodologie sperimentali avanzate per lo studio delle proprieta

strutturali dei materiali con raggi X da sincrotrone • Proprietà magnetiche, magnetoelastiche e magnetostrittive di nanocompositi e film sottili • 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 • Nanotecnologie molecolari • Nanotecnologie per la scienza della vita • Sistemi confinati, fenomeni critici e dinamica coerente • Nanobiosistemi • Nanomagnetismo controllo della dinamica della magnetizzazione in nanomagneti • Teoria e simulazione di materiali nanostrutturati • Nanofabbricazione e fenomeni di superficie interfaccia alla nanoscala • Teoria e modeling computazionale di materiali e processi per le nanoscienze • Nanochimica

• Proprieta' elettroniche e strutturali di sistemi a bassa dimensionalita' • Nanoscienza per applicazioni Biomediche e Tecnologiche • Sintesi ed ottimizzazione di sistemi aventi almeno una dimensione nanometrica per il loro

possibile utilizzo in dispositivi elettronici, optoelettronici, spintronici o in catalizzatori, e lo studio delle proprietà strutturali, ottiche ed elettroniche

• Qubit a base di silicio o SiGe e studio di gas elettronici bidimensionali in dispositivi nanoelettronici

• Nanofotonica • Nanostrutture a semiconduttore per la nanoelettronica e la spin-fotonica • Proteine fluorescenti per la bioeletronica • Trasporto mesoscopico in nanostrutture ibride • Fluidi quantistici e sistemi elettronici fortemente correlati alla nanoscala e in dispositivi • Teoria, simulazione e progetto assistito dal calcolatore di materiali nanostrutturati • Modelizzazione molecolare di sistemi biologici • Nanotecnologie applicate a semiconduttori, ossidi e isolanti • Valorizzazione e promozione della ricerca • Effetti di coerenza e superfluidità nei gas bononici e fermionici • Manipolazione ottica e magnetica di gas degeneri: nuovi materaili e dispositivi • Matrici di sensori a base di materiali nanostrutturati di ossidi metallici (MOX), semiconduttori

organici e loro miscele per applicazioni ambientali, alimentari e biomediche • Fisica dei materiali nanostrutturati per sensoti di gas • Soft Materials nano strutturati per fotonica, modelli teorici, tecniche ottiche di dispositivi e sistemi

per applicazioni • Soft Matter e nanotecnologie per elettronica e di interesse biomedico e applicazioni tecnologiche

correlate • Film di materiali polimerici: effett di confinamento superficiale ed applicazioni • Sviluppo e valorizzazione prototipi • Applicazioni di potenza della Superconduttività • Materiali funzionali e dispositivi • Studi su sistemi fermionici pesanti • Interplay tra superconduttività e magnetismo • Fenomeni di trasporto in materiali superconduttori • Deposizione e diagnostica di film sottili di materiali innovativi • Dispositivi superconduttori ed aspetti fondamentali della superconduttività sotto irraggiamento

laser • Aspetti fondamentali della fisica delle perovskiti Moduli

• Modellizzazione di sistemi a molti corpi classici e quantistici in presenza di forte correlazione e disordine

• La complessità nella fisica dello stato solido • Complessità nelle scienze naturali • La complessità nei sistemi vetrosi • Materia soffice: Dinamica di non-equilibrio e complessita • Materia soffice: Self Assembly, Clustering, Arresto Strutturale • Materia soffice: diffusione elastica ed anelastica di neutroni e raggi-x • Generazione di radiazione X ultrabeve • Fotonica ultrabreve dall'infrarosso al EUV: applicazioni a materiali e dispositivi per ICT,

magnetismo, biomedicina e nanoscienze • Ottica e spettroscopia nell'intervallo spettrale UV-X soffici • 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 • Materiali magnetici massivi da sistemi nanostrutturati • Studio della correlazione fra proprietà strutturali e morfologiche di film ultrasottili

(psudomorfismo, epitassia) e loro proprietà elettroniche e magnetiche • Sviluppo di strumentazione e di metodologie sperimentali avanzate per lo studio delle proprieta

strutturali dei materiali con raggi X da sincrotrone • Proprietà magnetiche, magnetoelastiche e magnetostrittive di nanocompositi e film sottili • 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 • Nanotecnologie molecolari • Nanobiotecnologie & Nanobioelettronica • Nanotecnologie della materia soffice • Sistemi confinati, fenomeni critici e dinamica coerente • Nanobiosistemi • Nanomagnetismo controllo della dinamica della magnetizzazione in nanomagneti • Teoria e simulazione di materiali nanostrutturati • Nanofabbricazione e fenomeni di superficie interfaccia alla nanoscala • Teoria e modeling computazionale di materiali e processi per le nanoscienze • Nanochimica • Proprieta' elettroniche e strutturali di sistemi a bassa dimensionalita' • Nanoscienza per applicazioni Biomediche e Tecnologiche • Sintesi ed ottimizzazione di sistemi aventi almeno una dimensione nanometrica per il loro

possibile utilizzo in dispositivi elettronici, optoelettronici, spintronici o in catalizzatori, e lo studio delle proprietà strutturali, ottiche ed elettroniche

• Qubit a base di silicio o SiGe e studio di gas elettronici bidimensionali in dispositivi nanoelettronici

• Nanofotonica • Nanostrutture a semiconduttore per la nanoelettronica e la spin-fotonica • Proteine fluorescenti per la bioeletronica • Trasporto mesoscopico in nanostrutture ibride • Fluidi quantistici e sistemi elettronici fortemente correlati alla nanoscala e in dispositivi • Teoria, simulazione e progetto assistito dal calcolatore di materiali nanostrutturati • Modelizzazione molecolare di sistemi biologici • Nanotecnologie applicate a semiconduttori, ossidi e isolanti • Valorizzazione e promozione della ricerca • Effetti di coerenza e superfluidità nei gas bononici e fermionici • Manipolazione ottica e magnetica di gas degeneri: nuovi materaili e dispositivi • Matrici di sensori a base di materiali nanostrutturati di ossidi metallici (MOX), semiconduttori

organici e loro miscele per applicazioni ambientali, alimentari e biomediche • Fisica dei materiali nanostrutturati per sensoti di gas • Soft Materials nano strutturati per fotonica, modelli teorici, tecniche ottiche di dispositivi e sistemi

per applicazioni • Modelli teorici con tecniche ottiche di dispositivi e sistemi per applicazioni • Soft Matter e nanotecnologie per elettronica e di interesse biomedico e applicazioni tecnologiche

correlate • Film di materiali polimerici: effett di confinamento superficiale ed applicazioni • Sviluppo e valorizzazione prototipi • Applicazioni di potenza della Superconduttività • Materiali funzionali e dispositivi • Studio e caratterizzazione di nanodispositivi elettronici fortemente correlati • Studi su sistemi fermionici pesanti • Interplay tra superconduttività e magnetismo

• Fenomeni di trasporto in materiali superconduttori • Deposizione e diagnostica di film sottili di materiali innovativi • Dispositivi superconduttori ed aspetti fondamentali della superconduttività sotto irraggiamento

laser • Aspetti fondamentali della fisica delle perovskiti RSTL

Attività Commesse Modellizzazione di sistemi a molti corpi classici e quantistici in presenza di forte correlazione e disordine

Progetto: Sistemi e materiali complessi Dipartimento: Materiali e Dispositivi Responsabile: Sorella Sandro

Risultati conseguiti Sistemi quantistici correlati. Funzione variazionale accurata dell'isolante di Mott per sistemi fermionici e bosonici (atomi freddi in trappole ottiche). Studio numerico di modelli reticolari per descrivere sistemi magnetici disordinati. E' stata stabilita la coesistenza di fasi superconduttive e antiferromagnetiche omogenee in un modello fortemente correlato di elettroni itineranti. Sono continuate le linee di ricerca sui superconduttori fullerenici. Si e' determinato il diagramma di fase accurato di elettroni interagenti in strutture fortemente anisotropiche, con una tecnica innovativa di Monte Carlo quantistico. Sistemi classici disordinati. E' stato esteso il metodo LOTF per lo studio della diffusione di difetti di punto e frattura alla nanoscala. Risultati sul self-assembly di piccole proteine. Dinamica molecolare con potenziali polarizzabili per alogenuri metallici fusi, l'acqua di bulk e confinata, e piccoli cluster. E' stato stabilito il diagramma di fase di un liquido confinato in matrice frattale. E' stata proposta una connessione tra localizzazione delle selle della superficie di energia e delle eterogeneita' dinamiche nei liquidi sottoraffreddati. Prodotti della ricerca (2006)

Principali collaborazioni Sono in corso collaborazioni con famosi scienziati e esperti italiani e stranieri quali: L. Capriotti (Londra) A. Parola(Como), C. Filippi(Leiden), Cyrus Umrigar (Cornell), F. Mila (Losanna), M. Capone (Roma), N. Manini(Milano), P. Lucignano (Napoli), M. C. Payne (Cambridge), G. Csanyi (London).


Articoli non ISI

Articoli in atti di


progettuali



editoriali

2006 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0




da terzi costi

figurativi valore








12 0 0 0 0 0 0 12 Principali risorse strumentali utilizzate La commessa si e' avvalsa delle seguente risorse di calcolo intensivo per l'espletamento della ricerche. 1.presso la SISSA di Trieste: cluster Linux Cerbero. Si tratta di un cluster linux di circa 200 cpus. La piattaforma e' composta da diversi tipi di CPU (Opteron AMD a 64bit in configurazione dual e single core e Intel a 64 bit). Un sottoinsieme di nodi e' connesso con rete veloce myrinet ed e' particolarmente adatto per codici paralleli "thightly coupled". 2.presso il Cineca di Bologna: si sono principalmente utilizzate il supercomputer IBM SP5 a 512 processori (modello P5) e il cluster linux IBM denominato "clx" formato da 750 CPus Intel Xeon P4 a 3Ghz interconnesse con rete veloce myirinet. La messa a disposizione e l'utilizzo di risorse computazionali presso il cineca e' garantito dalla convenzione stipulata tra la SISSA, il centro DEMOCRITOS, il CINECA e dal proseguo della iniziativa trasversale CALCOLO PARALLELO ex-INFM. La complessità nella fisica dello stato solido

Progetto: Sistemi e materiali complessi Dipartimento: Materiali e Dispositivi Responsabile: GARCIA LORENZANA JOSE GUILLERMO

Risultati conseguiti Le proprieta' ottiche di sistemi nanoscopici e l'acqua, sono state calcolate da principi primi. Si e' studiata l'interazione elettrone-fonone nei superconduttori CaAlSi e CaC6. Sono stati studiati dei effeti polaronici su dei sistemi nanoscopici. Utilizzando la Dynamical Mean-Field Theory si sono caratterizzati gli effetti della vicinanza alla transizione di Mott sulla superconduttivita' e la rilevanza dell'accoppiamento elettrone-fonone anche in sistemi polaronici. Utilizzando la approssimazione di Gutzwiller dipendente del tempo si e' calcolato il fattore di struttura dinamico su stati con ordine di carica e spin e si e' studiata la competizione fra ferromagnetismo e paramagnetismo e fasi incommensurate nel modello di Hubbard. Si e' studiato l'effetto della criticità quantistica sullo spetro di assorbimento ottico. Si e' usato un approccio di teoria di campo per studiare gli effetti dei interazioni di spin antisimmetriche. Si e' studiata la separazione di fase elettronica nei sistemi bidimensionali. Si e' esteso l'approccio

probabilistico per la rappresentazione di sistemi quantistici a molti gradi di libertà e sono state studiate delle transizione di fase quantistiche. Prodotti della ricerca (2006)

Principali collaborazioni Possiamo citare collaborazioni già avviate con gruppi sperimentali Calvani, Postorino ("La Sapienza"), Boothroyd, Coldea, (ISIS-Oxford), J. Haase (Max-Planck, Dresden), G. Blumberg (Bell Laboratories),Y. Ando (Tokyo) e teorici G. Kotliar (Rutgers), Anisimov (Ekaterinburg), G.Seibold (Cottbus), Gianmarchi (Ginevra), M. Silva Neto (Utrecht), Morpurgo (Delft), L. Reining (Palaiseau), F. Marsiglio (Alberta), J. Carbotte (Ontario),Rastelli, Fratini (Grenoble),O.K. Andersen, L. Boeri, G. Sangiovanni (Stuttgart), I. Mazin (Washington), M. Giantomassi (Louvain-la-neuve), E. Tosatti, (Trieste), S. Paganelli (L'Aquila), Cavagna, Zapperi (SMC). Sono previste collaborazioni con altri gruppi sia sperimentali che teorici di SMC e ISC e gruppi di istituzioni romane, italiane ed estere. Collaborazioni nell'ambito di progetti MIUR: FIRB BANDO 2001 'Nuovi Materiali e Meccanismi di Superconduttivita' nei Fullereni' Collaborazioni nell'ambito di progetti UE: Network of Excellence 'Nanoscale Quantum Simulations for Nanostructures and Advanced Materials'




da terzi costi

figurativi valore








0 0 0 0 0 0 0 0 Principali risorse strumentali utilizzate Cluster Linux e PC per calcolo scientifico intensivo. Complessità nelle scienze naturali

Progetto: Sistemi e materiali complessi Dipartimento: Materiali e Dispositivi Responsabile: Caldarelli Guido

Risultati conseguiti Per i sistemi di reti, si è analizzata wikipedia (PRE 74 036116). Una differente generalizzazione riguarda i sistemi interbancari (PRE 74 066112). Si sono studiati fenomeni plastici (Science 312, 1151 (2006)) e di isteresi (PRL 97, 257203 (2006)).


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progettuali



editoriali

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Si è ottenuta una completa caratterizzazione delle proprietà di sincronizzazione in reti di elementi caotici accoppiati a lungo raggio (PRL 97, 224101 (2006)). Una serie di esperimenti numerici ad alta risoluzione ha portato alla comprensione delle proprietà di dinamiche relative al trasporto di particelle inerziali in turbolenza sviluppata (JFM 550, 349 (2006), PoF 18, 081702 (2006), PoF 18, 091702 (2006)). di sistemi granulari 1-D, in ottimo accordo simulazioni (JCP 124, 044507, (2006), JCP 125, 204711 (2006)) Si è definita un metodica computazionale per caratterizzare le regioni e gli aminoacidi in proteine come applicazione alla biodiagnostica (BJ 91, 694 (2006) and WST_BB, 3, 249(2006)). Per i sistemi astrofisici, è stato simulato il moto di ammassi globulari (ApJ 2007, v 659) e l'evoluzione gravitazionale nel regime lineare di un sistema di particelle massive (Phys. Rev D, 73, 103507 Phys. Rev. E, 74, 021110 (2006)). Prodotti della ricerca (2006)

Principali collaborazioni Prof. R. Livi (Universita' di Firenze) Prof. U. Marini-Bettolo-Marconi (Universita' di Camerino) Dott. G. Costantini (Universita' di Camerino) Prof. P. De Los Rios (EPFL Losanna Svizzera) Dott. F. Piazza (EPFL Losanna Svizzera) Dott. C. Guardiani (Universtita' di Firenze) Prof. A. Vespignani Indiana University USA. Prof. M J Alava (Fisica Dep. Helsinki), Prof. M-A Munoz (Dip. Fisica Granada Spagna) Dott. M. Barthelemy (CRNS Paris Francia) Prof A. Diaz-Guilera (Barcelona Spagna) Prof. S. Leonardi (dipartimento Informatica e sistemistica Roma) Prof. L. Biferale (fisica ROma 2) Prof. M. Zaiser (Dip. Ing. Mecc. Edinburgo) Prof. A. Barrat (Fisica Paris Sud) Dr.S.Manrubia (Centro de Astrobiologia, Spagna) Dr.O.Pieto Ballesteros (Centro de Astrobiologia, Spagna) Dr.A.Lepinette (Centro de Astrobiologia, Spagna) Prof.R. Capuzzo Dolcetta (Dip. Fisica, Univ. La Sapienza, Italia) Dr.P. Miocchi (Osserv di Teramo, Italia) Dr.P. Di Matteo (Observatoire de Paris, Francia) Dr.A. Baldassarri (Dip Fisica, Univ La Sapienza, Italia) Dr.G.Rodighiero (Dip Astronomia, Univ Padova, Italia) J. Bec (CNRS, Nizza, Francia) F. Toschi (CNR-IAC, Roma) A. Lanotte




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4 0 0 0 0 0 0 4 Principali risorse strumentali utilizzate Le analisi sono state supportate da simulazioni al calcolatore realizzate sui pc in uso agli appartenenti alla commessa. Nel campo della simulazione numerica di sistemi astrofisici sono stati usate le risorse del centro di Calcolo del Centro de Astrobiologia di Madrid (Spagna). La complessità nei sistemi vetrosi

Progetto: Sistemi e materiali complessi Dipartimento: Materiali e Dispositivi Responsabile: Cavagna Andrea

Risultati conseguiti 1. Prova dell'esistenza di una lunghezza di correlazione crescente nei liquidi sottoraffredati nello scenario "single state". 2. Messa a punto della tecnica di ricostruzione statica 3-d di stormi da misure stereoscopiche. 3. Analisi degli stati marginali in modelli vetrosi a campo medio. 4. Studio di modelli di mercato "multi-asset". 5. Studio delle transizioni "mode-locking" in laser debolmente disordinati. 6. Messa a punto di un algoritmo ad hoc per l'analisi di problemi di ottimizzazione lineare su grafi. 7. Sviluppo della teoria viscoelastica nei liquidi sottoraffreddati. Prodotti della ricerca (2006)

Principali collaborazioni Nell'ambito del progetto STREP (VI PQ) STARFLAG ('Starling in flights: understanding patterns of animal group movements'): CEA (Parigi), ELTE (Budapest), ISS (Roma), Max Planck (Monaco), CESS (Groningen), SNS (Pisa). Altre collaborazioni: Università di Orsay (Parigi), Università di Trento, Università di Madrid, Università di Manchester, Università e centro di ricerca di Grenoble, Università di Lione, Università di La Plata, Ecole Normale Superieure (Parigi). Altre collaborazioni: ICTP (Trieste), University of Oxford (UK), Università di Amsterdam. Altre Collaborazioni nell'ambito di progetti UE: Research Training Network (V PQ) 'Dynamics and statistics of glasses and spin glasses: from aging to memory and equilibrium structures'




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4 0 2 1 0 0 0 7 Principali risorse strumentali utilizzate Calcolatori per la simulazione numerica di sistemi complessi. Per il progetto STARFLAG sono state impiegate tecniche di ricostruzione stereografica, e dunque fotocamere digitali ad alta risoluzione e numerosi relativi accessori. In particolare: apparato stereoscopico consistente in 6 fotocamere digitali Canon EOS 1D Mark II, 1 videocamera digitale JVC ad alta definizione (HD). Materia soffice: Dinamica di non-equilibrio e complessita

Progetto: Sistemi e materiali complessi Dipartimento: Materiali e Dispositivi Responsabile: Ruocco Giancarlo

Risultati conseguiti Si segnalano, tra le pubblicazioni 2006: 1. M. Santoro, F. A. Gorelli, R. Bini, G. Ruocco, S. Scandolo, W. Crichton. Carbonia: the amorphous silicalike carbon dioxide. Nature 441, 857 (2006). 2. L. Angelani, C. Conti, G. Ruocco, and F. Zamponi. Glassy behaviour of light. Physical Review Letters 96, 065702 (2006). 3. C. Conti, N. Ghofraniha, G. Ruocco, S. Trillo. Laser beam filamentation in fractal aggregates. Physical Review Letters 97, 123903 (2006). 4. S. Corezzi, L. Comez, G. Monaco, R. Verbeni, D. Fioretto. Bond-induced ergodicity breakdown in reactive mixtures. Physical Review Letters 96, 255702 (2006). 5. R. Di Leonardo, J. Leach, H. Mushfique, J. M. Cooper, G. Ruocco, M. J. Padgett. Multi-point holographic optical micro-velocimetry. Physical Review Letters 96, 134502 (2006). 6. F. Gorelli, M. Santoro, T. Scopigno, M. Krisch, G. Ruocco. Liquid-like behavior of supercritical fluids. Physical Review Letters 97, 245702 (2006). 7. T. Scopigno, L.-B. Suck, R. Angelini, F. Albergamo, G. Ruocco. High frequency dynamics in metallic glasses. Physical Review Letters 96, 135501 (2006). Prodotti della ricerca (2006)

Principali collaborazioni Prof. L. Borjessonn (Chalmers Univ., Gotheborg, Sweden) Prof. T. Bryk (Lviv, Ukraina) Dr. A. Chumakov (ESRF, Grenoble, France)


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Prof. C. Dreyfus (Dep. Phys. Milieux Denses, IMPMC, France) Prof. J. Dyre (Research center "Glass and Time", Roskilde, Denmark) Dr. M. Krisch (ESRF, Grenoble, France) Dr. A. Madsen (ESRF, Grenoble, France) Dr. C. Masciovecchio (Elettra, Trieste) Prof. A. Matic (Chalmers Univ., Gotheborg, Sweden) Dr. G. Monaco (ESRF, Grenoble, France) Dr. K.L. Ngai, Dr. R. Casalini, Dr. C.M. Roland (NRL Washington, USA) Prof. T. Pakula (Max-Planck-Institute für Polymerforschung, Mainz, Germany) Prof. M. Paluch, Prof. S. Rzoska Silesian (University, Katowice, Poland) Prof. R. Pick (Univ. P. and M. Curie, Paris, France) Prof. E.A. Rössler (Universität Bayreuth, Germany) Prof. W. Schirmacher (TU, Munchen, Germany) Dr. F. Sette (ESRF, Grenoble, France) Dr. J. Teixeira (Lab. Leon Brillouin, CEA-CNRS Saclay, France) Dr. S. Yannopoulos (FORTH, Patras, Greece) Collaborazioni nell'ambito di progetti MIUR: FIRB BANDO 2001 - 'Microstrutture e nano-strutture a base di carbonio' - 'Nanodispositivi molecolari' - 'Nanostrutture molecolari ibride organiche/inorganiche per fotonica' Enti di ricerca internazionali: ESRF: Collaborazione scientifica con il gruppo della beamline ID16 presso l'European Synchrothron Radiation Facility (ESRF) di Grenoble.




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Principali risorse strumentali utilizzate Gli investimenti degli scorsi anni hanno prodotto laboratori attrezzati e funzionanti. I fondi "interni" sono stati utilizzati principalmente la conduzione ordinaria degli esperimenti (materiali di consumo, pubblicazioni, disseminazione dei risultati). Principali risorse strumentali utilizzate: - Rheostress Haake RS150 (PI and RS) - HM Ultrasonic system 1-20 MHz (PG and RS) - Langmuir-Blodgett laboratories (PR and RS) with AFM and STM microscopes - GIII Setaram Differential Scanning Calorimeter (PG) - Perkin-Elmer DSC7 and Dynamics Mechanical Analyzer DMA7 (PI) - HM Static Light Scattering apparatus (RS) - Fiber Optic Quasi Elastic Light Scattering (Brookhaven) equipped with an optical microfiber probe (RS) - Photo-Correlation system (HM) based on a Brookhaven BI 9000 AT PC board (RS) - Photo-Correlation system (HM) based on a PMT detector and a HM software correlators. Time resolution 50 ns. (RS) - Fast Photo-Correlation system (HM) based on a FAST time of flight board, a Multi Channel Plate detector and a HM software correlators. Time resolution 0.5 ns (RS) - Variable angle 3D Photo-Cross-Correlation system (HM) based on PMT detectors and HM software correlators. Time resolution 50 ns (RS) - High resolution (1 GHz) visible monochromator SOPRA DMDP 2000 equipped with PMT detector or with CCD camera - High resolution (0.5 GHz) UV monochromator Hiresuv (AQ) - Sandercock 3+3 pass Fabry Perot interferometer (100MHz-300GHz) (PG) Materia soffice: Self Assembly, Clustering, Arresto Strutturale

Progetto: Sistemi e materiali complessi Dipartimento: Materiali e Dispositivi Responsabile: Sciortino Francesco

Risultati conseguiti Numerose pubblicazioni su riviste internazionali con referee e comunicazioni a congressi attestano i risultati conseguiti negli anni precedenti. Un elenco dettagliato delle pubblicazioni e dei convegni e' accessibile in rete nel sito http://glass.phys.uniroma1.it/soft/ Prodotti della ricerca (2006)

Principali collaborazioni Collaborazioni scientifiche consolidate sono attive con i gruppi di Loewen/Likos (Duesseldorf), Goetze (Monaco), Kob (Montpellier), D. Weitz (Harward) e D. Reuchman (Columbia NY). Collaborazioni nell'ambito di progetti UE: HRPI (V PQ) 'Electron Volt Energy Resonance Detector Instruments'


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0 0 0 0 0 0 0 0 Principali risorse strumentali utilizzate Principali risorse strumentali utilizzate - utilizzo delle facilities europee per scattering di neutroni e raggi X - scattering statico e dinamico della luce - calorimetria DSC - dieletrico (su 10 decadi di frequenza) - clusters di processori per calcolo parallelo Materia soffice: diffusione elastica ed anelastica di neutroni e raggi-x

Progetto: Sistemi e materiali complessi Dipartimento: Materiali e Dispositivi Responsabile: Sacchetti Francesco

Risultati conseguiti Nel 2006 è stata portata avanti, come per gli anni precedenti, la gestione degli strumenti (AXES, ID16, BRISP, IN13) sia presso ESRF che ILL al fine di effettuare ricerche sulla dinamica della materia disordinata anche in collaborazione con gruppi universitari. A Grenoble sono state condotte ricerche riguardanti la dinamica veloce di metalli liquidi, polimeri, liquidi molecolari e di materiali biologici, applicazioni di tecniche spettroscopiche di raggi-x in atomi di metalli di transizione. Sono stati studiati vari metalli semplici e polivalenti e si è ottenuto un quadro che permette di stabilire la completa universalità della dinamica collettiva nella regione di basso momento trasferito. Una simile universalità sembra anche emergere dallo studio dei sistemi vetrosi e per la dinamica della materia biologica. I primi studi effettuati di dinamica collettiva delle proteine indicano una notevole similarità fra sistemi vetrosi e materia proteica. Prodotti della ricerca (2006)

Principali collaborazioni Tutte le attivita' si svolgono in stretta collaborazione con le facility ESRF ed ILL, ma anche con EMBL ed IBS. In questo contesto va menzionata la possibilità di partecipare alle Partenership sul sito, sia per la biologia che per la soft matter, allo scopo di estendere le collaborazioni e lo scambio di


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competenze con istituzioni straniere. Finanziamenti si ottengono anche da una collaborazione per lo sviluppo strumentale avvalendosi di progetti europei (fp6 per le grandi infrastrutture). La collaborazione con gruppi di altre universita' ed enti di ricerca internazionali sono essenziali nello sviluppo della strumentazione. Vanno ricordati, oltre a quelli citati, LLB (Saclay), CNRS (Grenoble), TU Marburg. Collaborazioni nell'ambito di progetti UE: Integrated Infrastructures (VI PQ) 'Integrated Infrastructure Initiative for Neutron Scattering and Muon Spettroscopy' Enti di ricerca stranieri: ESRF: Collaborazione scientifica con il gruppo della beamline ID16 presso l'European Synchrothron Radiation Facility (ESRF) di Grenoble. ESRF: Collaborazione scientifica Advanced X-Ray Emission Spectroscopy (AXES) presso l'European Synchrothron Radiation Facility (ESRF) di Grenoble. ILL: Collaborazione con Université J. Fourier di Grenoble, Institut de Biologie Structurale CEA-CNRS, Laboratoire Léon Brillouin CEA-CNRS, Laboratoire Léon Brillouin CEA-CNRS per la gestione dello strumento IN13 operante presso l'Institut Laue-Langevin (ILL) di Grenoble. ILL: Collaborazione con l'universita' di Marburg (D) per la costruzione e gestione dello spettrometro Brillouin installato presso l'Institut Laue-Langevin (ILL) di Grenoble.




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0 0 0 0 0 0 0 0 Principali risorse strumentali utilizzate Tutta la strumentazione disponibile sul sito di Grenoble e' stata impiegata per lo sviluppo delle ricerche. La strumentazione direttamente gestita dalla commessa ha avuto un ruolo determinante, ma il personale ha effettuato esperimenti sia sul resto della strumentazione pubblica sia di neutroni che di raggi-x sia sulla strumentazione di altre facility. In ogni caso l'accesso a questa strumentazione e' stato sempre effettuato tramite i procedimenti di selezione internazionale come e' d'usop presso tutte le facility per neutroni e raggi-x. Sono gestite dalla commessa le quattro linee denominate BRISP ed IN13 ad ILL e ID16 ed AXES ad ESRF. BRISP e' l'unico spettrometro per neutroni dedicato allo scattering anelastico a basso angolo per neutroni. Il suo disegno e' completamente nuovo e si avvale degli sviluppi più recenti nel campo della collimazione e rivelazione di neutroni. IN13 e' l'unico spettrometro anelastico ad altissima risoluzione (0.01 meV) operante con neutroni termici ed e' stato recentemente migliorato notevolmente grazie a nuovi rivelatori. ID16 e' il primo spettrometro anelastico dedicato allo studio della dinamica atomica con raggi-x ed ha aperto delle nuove ed ancora solo parzialmente esplorate possibilità di ricerca. AXES e' uno spettrometro per fotoemissione da superficie con varie possibilità di analisi dello stato finale in termini di polarizzazione dei fotoni o degli elettroni.

Generazione di radiazione X ultrabeve "soft e hard" e di impulsi ad attosecondi: sistemi "table-top" per analisi avanzata dei materiali

Progetto: Componenti e sistemi fotonici Dipartimento: Materiali e Dispositivi Responsabile: DE SILVESTRI SANDRO

Risultati conseguiti (i)E' proseguita l'attività di ricerca relativa alla generazione di armoniche di ordine elevato mediante impulsi di elevata energia stabilizzati in fase. In particolare, l'attività è stata rivolta allo studio di tecniche per la generazione controllata di impulsi ad attosecondi singoli. E' stata considerata la tecnica del "polarization gating" basata sull'uso di due impulsi di pompa di pochi cicli ottici, opportunamente ritardati in tempo, entrambi con polarizzazione circolare ma di verso opposto. Sono stati effettuati esperimenti sia in argon sia in neon. I risultati ottenuti mostrano che gli spettri delle armoniche in funzione della fase assoluta degli impulsi di pompa sono caratterizzati o da una modulazione in ampiezza o risultano continui. Questo significa che si ha in funzione della fase assoluta una emissione di una coppia di impulsi oppure di un impulso singolo ad attosecondi. (ii)E' proseguita l'attività sula linea di ricerca relativa alla generazione di raggi X da plasmi prodotti da laser. E' stata ottimizzata la camera di interazione e lo spettrometro. E'stata inoltre attivata una linea di ricerca che impiega la radiazione X generata per tecniche di imaging. Prodotti della ricerca (2006)

Principali collaborazioni -CRS-Coherentia e 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" -LR-LUXOR: progettazione e sviluppo di ottiche XUV, spettrometri e camere di interazione per raggi X . Collaborazioni nell'ambito di progetti finanziati dalla Comunità Europea - Integrated Project (VI PQ) 'Comparative Structural Genomics of Viral Enzymes Involved in Replication' - Marie Curie (VI PQ) Network europeo nel settore della radiazione X ultrabreve e attosecondi "Ultrashort X-UV pulses for time resolved nonlinear applications" (XTRA) c.n. MRTN-CT-2003-505138, che comprende 14 tra Università e Centri di ricerca europei con l'aggiunta di due gruppi in Canada e negli USA - 'Bio-inspired Molecular Optoelectronics' - BIMORE Il CRS-ULTRAS è 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 VI Programma quadro. Collaborazioni nell'ambito di progetti MIUR: Fondo Speciale per lo Sviluppo della Ricerca di Interesse Strategico: - 'Sorgente Pulsata auto-amplificata di radiazione coerente' Privati: HTS High Technology Systems AG Fondazione CARIPLO


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18 0 0 0 0 0 0 18 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 Fotonica ultrabreve dall'infrarosso al EUV: applicazioni a materiali e dispositivi per ICT, magnetismo, biomedicina e nanoscienze

Progetto: Componenti e sistemi fotonici Dipartimento: Materiali e Dispositivi Responsabile: CUBEDDU RINALDO

Risultati conseguiti (i)E' proseguita l'attività di sviluppo di un sistema per la spettroscopia ultraveloce basato amplificatori ottici parametrici (ii) E' proseguito lo sviluppo di un sistema "Scanning Near-field Optical Microscope" (SNOM)a impulsi a femtosecondi con sonda cava. (iii)E' proseguita l'attività di ricerca sull'uso della tecnica di fotoemissione a femtosecondi per lo studio delle dinamiche elettroniche in materiali metallici e magnetici. (iv)E' proseguita l'attività sui nanotubi di carbonio tramite spettroscopia ultraveloce e lo studio della dinamica ultraveloce degli stati eccitati dei carotenoidi anche in sistemi fotosintetici (v)E' proseguita l'attività di sviluppo di sistemi ottici a larga banda ad impulsi a femtosecondi per l'applicazione alla scansione bidimensionali di mezzi diffondenti di interesse biologico, unitamente a un sistema ottico per il monitoraggio di attività funzionali in sistemi biologici in vivo.


Principali collaborazioni - CRS-NNL 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); - ESRF e ELETTRA: analisi di materiali magnetici con luce di sincrotrone. Collaborazioni nell'ambito di progetti MIUR: FIRB BANDO 2001 - 'Nanotecnologie e Nanodispositivi per la società dell'informazione' FIRB BANDO 2003 - 'Progettazione e sintesi di nuovi materiali organici ed organometallici, molecolari, macromolecolari e supramolecolari per sistemi e dispositivi optoelettronici e fotonici ad elevata efficienza' Collaborazioni nell'ambito di progetti UE: STREP (VI PQ) - 'Fundamentals, Functionalities and Applications of Cavity Solitons' Programma "Integrated Initiative Infrastructure" (I3), collaborazioni nell'ambito dell'I3 LASERLAB-Europe.




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29 0 0 0 0 0 0 29 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 -Evaporatore in alto vuoto per metallizzazioni -Criostato a ciclo chiuso -Analizzatore ottico di spettro - Analizzatori a tempo di volo di elettroni


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Ottica e spettroscopia nell'intervallo spettrale UV-X soffici

Progetto: Componenti e sistemi fotonici Dipartimento: Materiali e Dispositivi Responsabile: Nannarone Stefano

Risultati conseguiti BEAR: profilo di interdiffusione in i.f. sepolte in multilayer (Ru/Si, Mo/Si e Cr/Si), evoluzione delle proprietà elettroniche di film di SrF2/Si(100), interfaccia Lu2O3/Si(001), costanti ottiche di film sottili (Yb,Ce,Sc, B4C,SiC), polarimetria con Mo/Si ML in 40-90 eV, determinazione efficienza (50%-70%) in diffrazione conica di reticoli piani (Au) per monocromatori compensati in tempo.Struttura locale ed elettronica di pentacene/Ag(111). Assorbimento GaL23 e EELS locale in nanoparticelle di Ga. SIPE: distribuzione stati elettronici vuoti di SiC(100)3x2, C70/Cu(100) e C60/Si(100) (vs temperatura). Modellizzazione e correlazione fra struttura locale (da GIXRD) e stati elettronici molecolari all'interfaccia di C60/Au(110) 6x5 con distorsione reticolo Si e facetting lungo [111]. Progetto detector IPES ad acetone. OxidesMBE: dicroismo lineare alla soglia L23Mn in film (35 e 100 Å ) di La0.7Sr0.3Mn03/LaAlO3, messa a punto del sistema MBE per deposizione in UHV, progettato il sistema di trasferimento in UHV dei film a BEAR. Prodotti della ricerca (2006)

Principali collaborazioni · INFN Laboratori Nazionali di Legnaro · Laboratoire de Chimie Physique - Matière et Rayonnement · UMR/CNRS 7614, Université Pierre et Marie Curie Privati: Sincrotrone Trieste – Collaborazione Gruppo di Ricerca per la gestione della beamline BEAR installata presso il sincrotrone di Trieste, ELETTRA. Media Lario srl – 'Sessioni di misura presso la beamline BEAR'




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Principali risorse strumentali utilizzate Beamline BEAR INFM-CNR presso Elettra; Laboratorio di fotoemissione inversa TASC INFM-CNR; Apparato di crescita MBE per perovskiti. Sviluppo di strumentazione ottica e fotonica (Vis-UV-XUV-X) per impieghi scientifici (spaziali e radiazione di sincrotrone) ed industriali

Progetto: Componenti e sistemi fotonici Dipartimento: Materiali e Dispositivi Responsabile: Tondello Giuseppe

Risultati conseguiti Realizzazione e misura di impulsi di durata 160 femtosecondi (record mondiale) in collaborazione con CRS Ultras Realizzazione del sistema di generazione di armoniche di ordine elevato per il Sincrotrone TS Messa a punto di un dispositivo per misure a contrasto di fase negli X Sviluppo di un dispositivo per la misura del CO2 all'interno di contenitori sigillati e relativo brevetto (CNR-INFM e UniPD) Sviluppo di un prototipo per la rivelazione di Ossigeno all'interno di contenitori farmaceutici di liofilizzati Realizzazione e brevettazione di dispositivi con arrays di diodi laser per chirurgia polmonare; brevettazione applicazione laser in fibra per odontoiatria Realizzazione e brevettazione sensore ultravioletto per monitoraggio irraggiamento Realizzazione e messa in funzione stazione di deposizione di film sottili Realizzazione di un sistema per la registrazione simultanea di forma e colore di manufatti artistici. Sviluppo di ottiche innovative per il compattamento di arrays di diodi laser di potenza Sviluppo ottiche deformabili per la comunicazione a singolo fotone in spazio libero Prodotti della ricerca (2006)

Principali collaborazioni Dipartimenti di: Specialità mediche e chirurgiche, Biologia, Meccanica, Astronomia, Scienze medico-diagnostiche e terapie speciali, Scienze cradiologiche toraciche e vascolari, CISAS UniPD. CRS Ultras MI; Sincrotrone TS; ENEA Gruppo FEL Frascati; Osservatorio Brera; Osservatorio TO; Osservatorio FI; Dip. Elettronica UniPV; Dip. Fisica UniMO; Dip. Scienze Fisiche UniNA; Stazione ASI Matera. Naval Research Laboratory, Washington USA; Smithsonian Astrophysical Observatory, Cambridge, Mass. USA; Central Laser Facility e Institute for Space Sciences, Rutherford Appleton Laboratory, Abingdon U.K.; Max Planck Institute Lindau, G.; Texas A&M College Station, Tx, USA; Department of Electrical and Computer Engineering, Boston University, USA. Facoltà Fisica Università di Vienna. Institute of quantum optics and quantum information, Accademia Scienze Austriaca; Istituto per la spettroscopia di ioni a carica elevata, Accademia delle Scienze Russa. Collaborazioni nell'ambito di progetti MIUR: Fondo Speciale per lo Sviluppo della Ricerca di Interesse Strategico - 'Sorgente pulsata auto-amplificata di radiazione coerente' Enti di ricerca italiani:


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ENEA. Sviluppo di uno spettrometro idoneo allo studio dello spettro della sorgente SPARC operante con seme in ingresso, nell'intervallo spettrale compreso tra 550 nm e 40 nm. Studio delle caratteristiche delle armoniche di ordine superiore emesse dalla sorgente SPARC operante con e senza seme in ingresso (obbiettivo 1.5 del progetto SPARCS). Enti pubblici: Veneto Innovazione: Premio Regionale per l'innovazione Università straniere: Cornell University (New York, USA): Niobium sputtering into Copper 1.5 GHz seamless cavities nell'ambito dell'accordo No. 39517-7711 "Supporting R&D for the Design of a Neutrino Source Based on a Muon Storage Ring" Privati: Brevetti C.E.A. - Varian spa Sincrotrone Trieste Scpa Microtec S.p.A. Bressanone (BZ); Tecnogamma S.p.A. Badoere (TV); Media Lario S.p.A. (Lecco); Siderforge S.r.l, Cogollo (VI); Sim2 Multimedia S.p.A. Pordenone; Delta Ohm S.r.l. PD; Phoenix RTO S.r.l., PD; Think Laser S.r.l. PD.




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Principali risorse strumentali utilizzate La strumentazione utilizzata comprende: Diversi laser: a Nd-Yag Q-switched (2), ad eccimeri, ad ioni di Ar, a CO2, laser in fibra e arrays di diodi laser di potenza. Diversi sistemi spettroscopici per analisi e calibrazione nell'estremo ultravioletto e raggi X soffici: uno ad incidenza radente ed uno ad incidenza normale; si tratta di stazioni calibrate per misure di intensità assolute. Sistema di deposizione sotto vuoto di strati multipli Simulatore solare e spettrofotometro; monocromatore UV-VIS-IR Camera bianca, classe 1000 e banco laminare classe 100 per integrazione ottiche spaziali Contenitore da vuoto con motorizzazioni per test strumentazione spaziale Interferometro imaging per verifica ottiche Diverse sorgenti X normali e microfuoco e sistema per tomografia Camera X schermata fino a 160 kV Sistemi di interferometria ad immagine Sistemi per misure laser di distanza e posizione integrato con spettrografo Dispositivi per spettroscopia laser con VCSEL Dispositivi per ottiche deformabili Sviluppo e applicazioni di sorgenti laser infrarosse a cascata quantica, a fibra ottica e di potenza

Progetto: Componenti e sistemi fotonici Dipartimento: Materiali e Dispositivi Responsabile: SCAMARCIO GAETANO

Risultati conseguiti - Determinazione sperimentale della temperatura elettronica, della rate di rilassamento dell'energia, e della costante di accoppiamento elettrone-reticolo delle principali classi di laser a cascata quantica operanti nei THz (bound-to-continuum; resonant-phonon) in configurazione sia double-metal che surface plasmon waveguide. - Sviluppo di un sensore spettroscopico in tempo reale e ottimizzazione del gas di assistenza per la saldatura laser di leghe di alluminio AA5083. - SViluppo di un sensore fotoacustico di hexamethyldisilazane basato su laser a cascata quantica. - Modellizzazione di solitoni di cavità laser a quantum dots Prodotti della ricerca (2006)

Principali collaborazioni - Massachusetts Institute of Technology, Cambridge, MA, USA - Univeristà di Cambridge, UK - Università di Parigi 7 - Laboratori di ricerca Thales, Parigi - Università di Sheffield, UK - Fraunhofer Institute, Freiburg - Scuola Normale Superiore, Pisa - Università dell'Insubria - Politecnico di Bari Collaborazioni nell'ambito di progetti MIUR:


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FAR 297/99 - 'Sviluppo e applicazioni di laser a fibra ottica (FIBLAS)' PON 2000-2006 - DD1105 - 'Ricerca formazione e trasferimento alle imprese di tecnologie laser innovative' Collaborazioni nell'ambito di progetti UE: STREP (VI PQ) - 'Artificial Nanomaterials for Short Wavelength Emission in the infraRed' - 'Fundamentals, Functionalities and Applications of Cavity Solitons' Privati: Sintesi Scpa S.Gi Srl LIGI Tecnologie Medicali SpA




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Principali risorse strumentali utilizzate - Laboratorio camera pulita - Clean room (class 100 - 1000) E-beam evaporator Plasma-assisted chemical vapor deposition Soft reactive ion etching Spin coater Mask aligner Rapid thermal Annealer Surface profilometer Micro-wedge bonder - Devices and materials Characterisation Lab Electrical (pulsed, cw) and IR optical characteristics FT-IR spectroscopy (step-scan) - Laboratorio spettroscopia ottica a microsonda - Laboratorio per la caratterizzazione ottica ed elettrica di dispositivi optoelettronici - Laboratorio spettroscopia fotoacustica - MiLaser Material Processing Lab 2.5 kW CO2 Laser - Rofin DC025 Robotic Cell Ravasi LC1000 - Laboratorio saldatura laser - Laboratorio per lo studio del self-mixing - Laboratorio laser a fibra ottica - Microprobe-Raman and photoluminescence - Metallographic Lab Abrasive Cut-Off Machine Hot Mounting Press Grinding and Polishing equipment Metallurgical and Stereo Microscopes Image Measurement and Analysis - Work station network Materiali magnetici massivi da sistemi nanostrutturati

Progetto: Materiali magnetici funzionali Dipartimento: Materiali e Dispositivi Responsabile: Ferretti Maurizio

Risultati conseguiti Attraverso opportune sostituzioni sul sito del manganese è stato possibile favorire una delle due componenti che competono nel determinare le proprietà strutturali, magnetiche e di trasporto nella classe di materiali denominati manganiti. Per quanto concerne i rutenocuprati è stato svolto un accurato studio sulla loro struttura, microstruttura, proprietà magnetiche e di trasporto e sulla variazione di tali proprietà in funzione dei trattamenti termici adottati. Prodotti della ricerca (2006)


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Principali collaborazioni L'attività di ricerca ha consentito di instaurare collaborazioni con gruppi di ricerca anche al di fuori del territorio nazionale. Si citano: ILL, Grenoble, France; ESRF, Grenoble, France; CCLRC, Daresbury Laboratory, GB; HASYLAB, Hamburg, D; LEMA-CNRS, Tours, France; ISMRA, Université de Caen, France; Department of Chemical Engineering and Materials Science, University of California, USA; IMEM-CNR, Genova; SUPERMAT-INFM, Salerno; IDAC-CNR, Roma; Dipartimento di Fisica, Università della Calabria; Dipartimento di Fisica, Università di Roma 'La Sapienza'; Dipartimento di Fisica, Università di Pavia Committenti: MIUR




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3 0 0 0 0 0 0 3 Principali risorse strumentali utilizzate La sintesi dei materiali è stata effettuata utilizzando forni ad alta temperatura; per la loro caratterizzazione ci si è avvalsi delle seguenti tecniche: diffrazione di neutroni e di raggi X da laboratorio e da luce di sincrotrone, microscopia elettronica in trasmissione, analisi termica differenziale e termogravimetrica, EXAFS, misure di magnetizzazione e resistività. Studio della correlazione fra proprietà strutturali e morfologiche di film ultrasottili (psudomorfismo, epitassia) e loro proprietà elettroniche e magnetiche

Progetto: Materiali magnetici funzionali Dipartimento: Materiali e Dispositivi Responsabile: Panaccione Giancarlo

Risultati conseguiti - Dimostrazione ed interpretazione della misura dicroica TEM - Realizzazione di sistemi di interfaccia antiferromagnete/ferromagnete per crescita epitassiale, quali sistemi prototipo per applicazioni di exchange bias. Studio dell'accoppiamento magnetico e della relazione ordine strutturale/ordine chimico.

- Proprieta' elettroniche di volume di ossidi complessi (vanadati,manganiti,rutenati). Loro relazione con i processi di screening nelle transizioni di fare metallo/isolante - Messa a punto del sistema di crescita oxide MBE. - Dimostrazione dell'accoppiamento magnetico nelle interfacce ferromagnete/semiconduttore magnetico diluito. - Tomografia delle superfici di Fermi tramite ARPES in sistemi 2D. Produzione di sistemi prototipo per dispositivi a magnetoresistenza gigante basate su manganiti (LSMO) e rutenati. Estensione della spettroscopia dicroica TEM a sistemi magnetici confinati lateralmente. Analisi del confinamento elettronico di sistemi quasidimensionali Studio dell'accoppiamento antiferro/ferro in interfacce metalliche (PtMn/Fe, NiO/Fe/Ag) Prodotti della ricerca (2006)

Principali collaborazioni A parte le collaborazioni gia' attive, le attivita' dell'anno 2006 hanno riguardato in particolare le senguenti collaborazioni: - TEM e spettroscopia TEM dicroica (Univ. Vienna) - MBE oxides (Lab. SuperMAT, Salerno e Lab. Coherentia, Napoli) - Semiconduttori magnetici diluiti (Univ. Regensburg, D, e Lab. LMCP, Paris, F) - Sistemi magnetici confinati 2D (Fudan Univ, China) - Transizioni di fase (Lab. AMPEL, Vancouver, CA) - Ossidi Magnetici (lab. Louis Neel, F) Collaborazioni nell'ambito di progetti UE: STREP (VI PQ) 'Chiral Dichroism in the Transmission Electron Microscope' Enti pubblici: Regione Friuli Venezia Giulia: progetto 'Dispositivi microelettronici per la spintronica (SPINOX)' in collaborazione con Sincrotrone Trieste Privati: Sincrotrone Trieste S.C.p.A. – Collaborazione Gruppo di Ricerca per la gestione della beamline APE installata presso il sincrotrone di Trieste, ELETTRA. INRIM - Studio delle proprietà microstrutturali di sistemi nanogranulari bulk e film sottili mediante microscopia elettronica ad alta risoluzione




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1 0 0 0 0 0 0 1 Principali risorse strumentali utilizzate - Linea di Luce APE (Advanced Photoemission Experiment), presso il Lab. ELETTRA. La linea di luce comprende due stazioni sperimentali e camere di preparazione. - Laboratorio di microscopia ottica. TEM ad alta risoluzione, laboratorio preparazione campioni - Laboratorio di crescita oxide MBE. - Spettrometro VOLPE per fotoemissione ad alta energia. Sviluppo di strumentazione e di metodologie sperimentali avanzate per lo studio delle proprieta strutturali dei materiali con raggi X da sincrotrone

Progetto: Materiali magnetici funzionali Dipartimento: Materiali e Dispositivi Responsabile: MOBILIO SETTIMIO

Risultati conseguiti La commessa ha raggiunto gli obiettivi dell'anno 2006 fornendo fascio agli esperimenti approvati dalle Commissione scientifiche, migliorando la strumentazione esistente ed eseguendo esperimenti sulla struttura locale in materiali vari. L'utilizzo complesssivo delle apperecchiature per scopi scientifici ha superato le 4000 ore; le ricerche si sono concentrate sullo studio di Fisica dello Stato Solido (56%), catalizzatori (16%), Scienza della Terra (11%), inquinamento ambientale (5%), archemetria (5%), metalloproteine (7%). In particolare e'stata determinata da studi condotti dai ricercatori della commessa: la struttura dell'interfaccia in film sottili di Fe su NiO; il sito del Mn nel GaAs nel caso di materiali preparati con la tecnica delta-doping; l'andamento termico di nanoparticelle di Au, mostrando la contrazione del parametro reticolare all'aumentare della temperatura; la relazione quantitativa tra ordine chimico locale e proprieta' magnetiche in perovskiti doppie di SrMoWO; la struttura locale attorno all' Er impiantato in cluster di silicio inglobati in matrice di silice; il ruolo dei cluster di Au come attivatori della efficienza di luminescenza dell' Er in silica. Prodotti della ricerca (2006)

Principali collaborazioni La Commessa e' basata su una pluriennale collaborazione istituzionalizzate che coinvolge il CNR, l'INFM-CNR e l'Istituto do Fisica Nucleare. Le strutture che hanno collaborato alla realizzazione della strumentazione della commessa sono i Laboratori Nazionali di Frascati dell' INFN, l' Istituto di Struttura della Materia del CNR, e di Dipartimenti di Fisica di diverse Universita' e precisamente de L'Aquila, Roma TRE, Trento, Camerino, Parma, Roma "La Sapienza", Roma TorVergata. Attualmente collaborano alla commessa i Dipartimenti di Bologna, Roma TRE, Trento. La commessa fornisce anche supporto tecnico scientifico ai gruppi di varie Università tra cui Bologna, Trento, Parma, Roma


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(I, II, TRE), Palermo, Catania, Torino, Padova, Venezia, Perugia, Genova, Trieste, Modena, Firenze, l'Aquila, Camerino. L'OGG collabora inoltre con ESRF,ILL,Univ. Urbana, Univ. Bath, ISIS, Univ. Madrid, ITS-Lisbona, LEPES-CNRS, LETI-CEA. Collaborazioni nell'ambito di progetti MIUR: FIRB BANDO 2001 'Microstrutture e nano-strutture a base di carbonio' Collaborazioni nell'ambito di progetti UE: Integrated Infrastructures (VI PQ) 'The Integrated Infrastructure Iniziative for Neutron Scattering and Muon Spectroscopy' STREP (VI PQ) 'Nanoscale chemical mapping and surface structural modification by joined use of X ray microbeams and tip assisted local detection'




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20 2 0 1 0 0 8 31 Principali risorse strumentali utilizzate La strumentazione principale e' la beamline GILDA, la linea di luce di sincrotrone italiana presso il sincrotrone europeo ESRF a Grenoble. Gilda utilizza la emissione di un magnete curvo di ESRF, fornendo agli esperimenti un fascio di raggi X monocromatico nell'intervallo 4 - 80 KeV e focheggiato a dimensioni dell'ordine del millimetro. Nei punti focali vengono eseguiti gli esperimenti di assorbimento di raggi X e di diffrazione. Il coefficiente di assorbimento di raggi X e' misurato sia direttamente in trasmissione sia indirettmente in fluorescenza o total electron yield, nell'intervallo di temperature 4 - 500K. E' possibile anche la misura in riflessione totale, per evidenziare il contributo della superficie rispetto a quello del bulk. Opportune celle chimiche consentono il trattamento in situ dei materiali investigati in temperatura e/o con reagenti chimici particolari. La stazione di diffrazione, dotata di un diffrattometro e di un imaging plate traslante, consente misure di diffrazione a polveri di altissima qualita' e risoluzione in solo pochi secondi di esposizione; consente anche lo studio di cinetiche con tempi tipici del secondo. Proprietà magnetiche, magnetoelastiche e magnetostrittive di nanocompositi e film sottili

Progetto: Materiali magnetici funzionali Dipartimento: Materiali e Dispositivi Responsabile: Lanotte Luciano

Risultati conseguiti Risultati più significativi

1. Sono stati realizzati compositi di microparticelle di Sm Co uniformemente distribuite in matrice siliconica con un processo produttivo capace di orientare le particelle a "spina di pesce" con un preciso angolo dell'asse di permanente magnetizzazione rispetto all'asse longitudinale dei provini. Sulla base di detti materiali sono stati prototipati sensori di vibrazioni dinamiche e testati in apparati specifiche di laboratorio 2. Abbiamo dimostrato come con impulsi laser ultraveloci sia possibile la co-deposizione di nano-particelle provenienti da differenti materiali componenti il target; ciò ha permesso di ottenere situazioni locali morfologiche e magnetiche del tutto differenti dai normali film continui nanogranulari; possono ad esempio essere riprodotte le più disparate stechiometrie. Vengono così ad innescarsi interazioni di scambio tra materiali magnetici di differente natura e con diverse condizioni all'interfaccia tra le particelle, che abbiamo dimostrato come possono portare ad effetti magneticamente interessanti come quello "spring magnet" Prodotti della ricerca (2006)

Principali collaborazioni National Institute of Research and Development for Technical Physics - riferimento Prof. Horia Chiriac Technical University of Athens – riferimento Prof. Evangelis Hristoforou Dipartimento di Ingegneria dei Materiali e Tecnologie Industriali, Università di Trento (riferimento Prof. P. Scardi) Politecnico di Torino e IEN - riferimento Dr Franco Vinai Collaborazioni nell'ambito di progetti MIUR: FIRB BANDO 2001 'Microsistemi basati su materiali magnetici innovativi strutturati su scala nanoscopica' Privati: PROMETE S.R.L. - rapporto di collaborazione su progetti specifici allo scopo di permettere la crescita delle opportunità di trasferimento tecnologico di CNR-INFM e di PROMETE




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Principali risorse strumentali utilizzate Microscopio a forza atomica e magnetica (AFM/MFM) -dettagli di qualche nanometro su aree di 250 nm x 250 nm -testa di misura a-magnetica con possibilità di inserimento nel magnete a largo volume accessibile (CFM) Magnete superconduttivo (CFM) a largo volume di lavoro campo uniforme sino a 10 tesla in volumi di lavoro cilindrici di 3-4 cm in altezza, con diametro di 15 cm Magnetometro a provino vibrante (VSM Oxford Instrument 0-9 T) -magnetometria in temperatura, da 4 a 1000 K, ed in funzione del tempo -suscettività a.c. e d.c. -effetto Hall -magneto-resistenza Apparato integrato per la produzione e caratterizzazione di compositi nanostrutturati elastomagnetici -processi di mescolamento, preorientamento e solidificazione di materiali costituiti da micro e nano-particelle magnetiche in matrice elastica - sistemi per testare sensori ed attuatori di deformazioni statiche e dinamiche. Controllo su scala atomica dei materiali per dispositivi innovativi elettronici e fotonici basati su silicio.

Progetto: Nuovi materiali, processi e architetture per la microelettronica Dipartimento: Materiali e Dispositivi Responsabile: PRIOLO FRANCESCO

Risultati conseguiti L'attività svolta nel 2006 ha riguardato principalmente due macro-attività: (i) la microfotonica in silicio e (ii) l'ingegneria dei difetti. Relativamente alla microfotonica in Si i risultati principali riguardano le proprietà di emissione di diodi emettitori di luce basati su nanostrutture di silicio cristalline ed amorfe. Questi materiali emettono a 800 nm (o a 1.54 micron se co-drogati con Er) e si è osservato che le nanostrutture amorfe sono potenzialmente più efficienti. Si è inoltre osservato che l'inserimento all'interno di un opportuno cristallo fotonico consente di aumentare l'efficienza di emissione della luce di oltre due ordini di grandezza. Relativamente all'ingegneria dei difetti nel corso del 2006 sono stati studiati diversi fenomeni di interazione su scala atomica di droganti, difetti e impurezze in Si cristallino. Tra i risultati di maggior rilievo è stato definitivamente chiarito il meccanismo di diffusione microscopico del B in Si, evidenziando come la diffusione sia legata alla formazione di complessi neutri con gli autointerstiziali di Si. E' stato inoltre chiarito il ruolo dello strain indotto dai droganti sulla mobilità delle lacune in silicio. Nel corso del 2006 sono stati conseguiti risultati di grande rilievo scientifico. Fra questi citiamo una selezione di 5 pubblicazioni fra le più significative: - Romano et al., Effect of Strain on the Carrier Mobility in Heavily doped p-type Si, Phys. Rev. Lett. 97, 136605 (2006) - De Salvador et al., Atomistic mechanism of boron diffusion in silicon, Phys. Rev. Lett. 97, 255902 (2006) - C. D. Presti et al. Photonic Crystal Silicon Nanocluster Light Emitting Device, Appl. Phys. Lett. 88, 033501 (2006) - A. Irrera et al., Electroluminescence and transport properties in amorphous silicon nanostructures, Nanotechnology 17, 1428 (2006)

- M. Galli et al., Strong Enhancement of Er3+ Emission at Room Temperature in Silicon-on-Insulator Photonic-Crystal Waveguides, Appl. Phys. Lett. 88, 251114 (2006) Prodotti della ricerca (2006)

Principali collaborazioni Molte ricerche, come può facilmente evincersi dalla lista delle pubblicazioni effettuate, sono state svolte in collaborazione con Enti, Università ed Aziende. Nel corso del 2006 le principali collaborazioni attive sono state con: - Istituto di Microelettronica e Microsistemi (IMM-CNR) - STMicroelectronics - Università di Catania - Università di Padova - Università di Pavia - Università dell'Aquila - Università di Bologna - Università di Parma - TASC, CNR-INFM - CNRS-CEMES, Toulouse, F - Università Paris Sud, Orsay, F - IMEC, Leuven, B - University of Florida, USA - Applied Materials, Santa Clara, USA. Collaborazioni nell'ambito di progetti MIUR: FIRB BANDO 2001 'Sistemi miniaturizzati per l'elettronica e la fotonica' PON 2000-2006 - DD1105 'Microfotonica in silicio' Collaborazioni nell'ambito di progetti UE: STREP (VI PQ) 'Co-Ordination Action On Defects Relevant to Engineering Advanced Silicon – Based Devices'




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Principali risorse strumentali utilizzate Le ricerche si avvalgono di sofisticate attrezzature per la crescita, il processo e la caratterizzazione di materiali e dispositivi. In particolare la produzione ed il processo dei materiali hanno necessitato l'uso di: - Sistema per magnetron sputtering in ultra alto vuoto - Sistema di epitassia da fasci molecolari - Impiantatore ionico da 400 kV - Forni in vuoto, a flusso ed ultr-rapidi (RTA) La caratterizzazione dei materiali ha necessitato l'utilizzo di: - Acceleratore singletron da 3.5 MV - Sistema di spettroscopia da ioni secondari (SIMS) - Diffrazione da raggi X in alta risoluzione (HRXRD) - Microscopia elettronica a scansione (SEM) - Misure elettriche: I-V, C-V, Hall - Misure ottiche: foto ed elettroluminescenza Materiali, processi, e tecniche analitiche per la realizzazione di dispositivi innovativi con funzionalità logiche o di memoria non volatile integrabili su Silicio

Progetto: Nuovi materiali, processi e architetture per la microelettronica Dipartimento: Materiali e Dispositivi Responsabile: Fanciulli Marco

Risultati conseguiti - Deposizione mediante ALD ed MBE su Si, Ge e GaAs di ossidi ad alta costante dielettrica ottenendo EOT < 1nm; - Realizzazione di nanocristalli in ossidi mediante deposizione fisica e processi innovativi e loro caratterizzazione funzionale; - Deposizione e caratterizzazione di ossidi mediante evaporazione termica ed ALD per dispositivi di memoria non volatile innovativi basati sulla modifica delle proprietà elettriche dell'ossido; - Realizzazione di un prototipo di transistor n-MOSFET basto su semiconduttori organici; - Sono state realizzati le prime giunzioni basate su ZnO e su semiconduttori organici, che hanno dimostrato le proprietà rettificanti. - Deposizione di ossidi quaternari metallici magnetici e di ossidi isolanti non magnetici per la realizzazione di giunzioni tunnel magnetiche; - Realizzazione di un processo per FTJ basate su ossidi e studio dell'interfaccia metallo/isolante; - Realizzazione di strutture MOS ed EOS per neuroelettronica basate su ossidi di Ti con incremento della costante dielettrica complessiva in funzione del metodo di ossidazione usato (H2O, O3) e dello strato interfacciale tra ossido e semiconduttore. Prodotti della ricerca (2006)

Principali collaborazioni Nazionali: STMicroelectronics, Politecnico di Milano, Università di Bologna, Università di Milano Bicocca, Università di Milano, Politecnico di Torino, Università di Brescia, Università di Cagliari, Internazionali: IBM (Zurigo), NCS (Atene), MEPHI (Mosca); IMEC (Leuven), INTEL, Max-Planck-Institute for Biochemistry (Martinsried), TU-Clausthal, Bruker BioSpin (Rheinstetten), CNRS –


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CEMES, (Toulouse), 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). Collaborazione nell'ambito di progetti di Altri Ministeri: MAE Films innovativi ad alta costante dielettrica per strutture CMOS Collaborazioni nell'ambito di progetti UE: -'Rare earth oxide atomic layer deposition for innovations in electronics' -'Emerging Materials for mass storage architectures' STREP (VI PQ) -'Chemical Vapor Deposition Of Chalcogenide Materials For Phase-Change Memories' -'Epitaxial Technologies for Ultimate Scaling' -'Vertically stacked memory cells on heterojunctions made of hybrid organic/inorganic materials' Marie Curie - 'Thermal Characterization of advanced material in ultra-scaled microlectronic devices' Collaborazione con Università e Centri di ricerca stranieri: - Interuniversitair Micro-Electronica Centrum vzw (IMEC) - 'Advanced gate stacks for high-mobility semiconductors' - The Lobachevsky Nizhni Novgorod State University (UNN) - Attività di formazione scientifica sul tema "Principles and methods of the using the Omicron investigation system at solving the problem of the epitaxial growth and characterization of thin films" Privati: STMicroelectronics srl - Advanced materials and characterization for the 45 nm technology node non-volatile memory devices and beyond CNIT - Consorzio Interuniveristario per le telecomunicazioni - Automotive Lighting Italia Spa CARIPLO: Deposizione di strati atomici metallici ed isolanti per applicazioni in microelettronica e spintronica (SOLARIS) CARIPLO : Polimeri e molecole organiche per tecnologie elettroniche ed optoelettroniche (PROTEO)




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Principali risorse strumentali utilizzate Advanced Materials Growth and Process Facilities 95 m2 clean room class 1000 – 100 2 Atomic Layer Deposition (ALD) systems, equipped with ozone generator/destructor system and glove box for chemical storage and handling Oxide MBE Thermal and e-beam evaporator Wet bench for wafer cleaning Rapid Thermal Processing (RTP) system Photolithography Characterization Facilities Scanning Probes (Room Temperature, controlled environments): AFM, STM, MFM/EFM, SKPM, SThM, SNOM UHV-STM/AFM (SKP, BEEM) X-ray diffraction (XRD) and reflectivity (XRR) SEM Electrical Characterization: - I-V, C-V, G-V, C-t, - DLTS, Laplace-DLTS (5-500 K) - Low Frequency Noise (0.3-500 K) ToF-SIMS XPS LEIS Optical Spectroscopies m-RAMAN and photoluminescence (PL) (5-500K) Internal Photoemission Spectroscopy (IPE) (5-500 K) FT-IR (middle and far IR) (5-500 K), Spectroscopic Ellipsometry X-band Electron Spin Resonance Spectroscopy (ESR) (5-560 K) Q-Band ESR Inelastic electron tunneling spectroscopy (IETS) (2-100 K) Conversion Electron Mössbauer Spectroscopy (CEMS) (120-300 K) Nanotecnologie molecolari

Progetto: Nanoscienze e nanotecnologie Dipartimento: Materiali e Dispositivi Responsabile: Gigli Giuseppe

Risultati conseguiti Nell'ambito' della commessa di Nanotecnologie per materiali molecolari sono stati conseguiti i seguenti risultati principali: 1) fabbricazione del primo array di micropixels elettroluminescenti mediante tecnologia di dewetting; 2) fabbricazione del primo pixel multicolore mediante dewetting controllato di una singola specie molecolare; 3) fabbricazione di oled ad emissione bianca con luminanza record mediante singola specie molecolare; 4) fabbricazione di oled ad emissione bianca mediante mezzo attivo costituito esclusivamente da nanocristalli colloidali 5) Studio tramite fotoluminescenza risolta in tempo al picosecondo dell'origine dei processi non radiativi negli oligotiofeni ossigenati; 6) studio e fabbricazione di microcavità organiche realizzate per imprinting; 7) sviluppo di due nuovi metodi computazionali: approccio tight-binding per il calcolo della self-energy e open-shell localized Hartree-Fock per il calcolo autoconsistente di stati eccitati


Principali collaborazioni Principali collaborazioni: Università di Berkeley (USA),University of Muester (D), Università di Linkoping (Sweden), Università di Karlsrhue (D), Università di Erlangen (D), Università di Dubilno (Ireland), Università di RomaTor Vergata, Politecnico di Milano, Universtà di Bari, Università di Bologna. Collaborazioni nell'ambito di progetti MIUR: FAR 297/99 'Nanotecnologie e materiali Optoelettronici per applicazioni telecom' (partner AGILENT) FAR 297/99 'Nuove sorgenti OLED per illuminazione' Collaborazioni nell'ambito di progetti UE: Integrated Project (VI PQ) 'OLLA High brigthness OLEDs for ICT & next generation lighting applications' Principali committenti privati: Daunia Wind srl Sirio Panel spa (Gruppo Finmeccanica) Astron FIAMM Safety Sarl ST microelectronics




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0 0 0 0 0 0 0 0 Principali risorse strumentali utilizzate Co-evaporatore per materiali organici e metalli Evaporatore e-beam per ossidi Sistema per litografia a fascio elettronico (EBL) Sistemi per deep etching Pressa per nanoimprinting Fs-Laser accoppiato con streak camera Microscopio confocale accoppiato con laser impulsato Computer parallelo HP SEM TEM


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Nanotecnologie per la scienza della vita

Progetto: Nanoscienze e nanotecnologie Dipartimento: Materiali e Dispositivi Responsabile: RINALDI ROSARIA


Principali collaborazioni Collaborazioni nell'ambito di progetti MIUR: FIRB INTERNAZIONALIZZAZIONE -Nanostrutture unidimensionali di semiconduttore e dispositivi microfluidici -Dalle molecole al comportamento: comprendere le basi neurobiologiche della plasticità e dell'apprendimento FIRB BANDO 2003 -'Laboratorio nazionale sulle nanotecnologie per genomica e post genomica' FIRB BANDO 2001 -'Nanodispositivi molecolari' FAR 297/99 -'Nanotecnologie e materiali Optoelettronici per applicazioni telecom' (partner AGILENT) -'Processi di micro e nano fabbricazione per la realizzazione di dispositivi o apparati funzionali per applicazioni nel campo dell'elettronica e della fotonica' Altri Ministeri: MAE -'Laboratorio congiunto di microfluidica' Collaborazioni nell'ambito di progetti UE: -Biomineralization for lithography and microelectronics (BIO-LITHO) -Spintronic devices for molecular electronics (SPIDME) IST Projects (V PQ) 'Single protein nanobiosensor grid array' Enti pubblici: Regione Puglia: -progetto esplorativo 'Tecnologie di fabbricazione e packaging di dispotivi laser organici monolitici' -Sviluppo di materiali nanocompositi polimerici innovativi per applicazioni in ottica, elettronica e sensoristica -Costituzione di una banca di cellule staminali adulte renali per la promozione degli studi sulle cellule staminali e loro applicazione pratica e progettazione e realizzazione di un dispositivo su chip per dialisi Privati: STMicroelectronics srl – 2 accordi applicativi nell'ambito dell'Accordo Quadro sui temi "Non-conventional quantum dot computing at the molecular scale" e "Sviluppo di sistemi Lab-on-Chip per applicazioni di diagnostica molecolare" IIT - Fondazione Istituto Italiano di tecnologia. Attività di ricerca congiunta sui temi: Cells to chips and chips to cells; Advanced characterization tools and imaging; Soft lithography on functional molecules; Functionalized nanocrystals for cancer therapy; Biodevices and biosensors arrays for electrochemical sensing and redox activity monitoring in cells.


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0 0 0 0 0 0 0 0 Principali risorse strumentali utilizzate - Modulo: MD.P06.008.001 Nanobiotecnologie & Nanobioelettronica Strumentazione per litografie avanzate ad alta risoluzione. Microscopio a nanosonda in scansione. Strumenti per caratterizzazione elettrica su dispositivi nanoelettronici molecolari e biomolecolari. Fluorescenza e fosforescenza. Fluorescenza risolta nel tempo, TIRFF e FRET. Light scattering su soluzioni. Microscopia e spettroscopia confocale a uno e a due fotoni. SNOM. PCR, 2D elettroforesi - Modulo: MD.P06.008.002 Nanotecnologie della materia soffice atomic force microscopy soft lithographies: replica molding, microfluidics, soft molding nanoimprinting lithographies, multilevel soft lithographies, optical tweezers, multi-photon lithographies, viscosimetry clean-room processes: electron beam lithography, reactive ion etching, photolithography, wet etching etc. Absorption and fluorescence spectroscopy (cw and pulsed) Sistemi confinati, fenomeni critici e dinamica coerente

Progetto: Nanoscienze e nanotecnologie Dipartimento: Materiali e Dispositivi Responsabile: Falci Giuseppe

Risultati conseguiti Nanodispositivi coerenti Sviluppo di metodi analitici e numerici per qubit a stato solido in presenza di rumore a larga banda a punto di lavoro arbitrario: effetti e interplay di rumore adiabatico (1/f), ad alte frequenze e da poche impurezze. Relazione fra il tasso di defasamento da rumore a bassa frequenza e funzioni di correlazione del nanodispositivo legate a "leakage" dal sottospazio computazionale. Dinamica di qubit in presenza di impurita' coerenti in regime di accoppiamento forte. Proposizione di implementazione del protocolo STIRAP in nanodispositivi Josephson a piu' livelli. Sintesi di nanostrutture Modelli di confinamento di singolo fonone per il calcolo di spettri micro-Raman in nanocritstalli di Si. Diffrazione di raggi X da agglomerati di Xe da impiantazione ionica su matrici di Si: osservazione di

agglomerati cristallini fcc e parametro reticolare esteso per via della condensazione epitassiale sulle cavita' di Si. Temperatura di transizione solido-liquido dipendente dalla taglia ridotta rispetto al bulk. Pinning di nanoclusters di palladio su superfici di grafite: studio della energia per la creazione di difetto statico in funzione della dimensione dei cluster. L'attività svolta ha portato a diverse pubblicazioni su riviste internazionali, alcune delle quali vengono di seguito elencate: -Paladino E., Sassetti M., Falci G., Weiss U., Chem. Phys. 322, 98 (2006) -Siewert J., Brandes T., Falci G., Optics Communications 264, 435 (2006) -Amico L., Mastellone A., Osterloh A., Phys. Rev. B 73, 214513 (2006) -Faraci G., Gibilisco S., Russo P., Pennisi A. R., La Rosa S., Phys. Rev. B 73, 33307 (2006) -Ledermann A., Cademartiri L., Hermatschweiler M., Toninelli C., Ozin G.A., Wiersma D.S.,Wegener M. , von Freymann G., Nature Materials 5, 942 (2006) e al deposito di un brevetto. Prodotti della ricerca (2006)

Principali collaborazioni LAMIA Genova (M. Sassetti), Università di Stoccarda Germania (U. Weiss)




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0 0 0 0 0 0 0 0 Principali risorse strumentali utilizzate UHV Cluster deposition equipment, HV evaporator, apparato per la produzione di sistemi a raffreddamento laser. Nanobiosistemi

Progetto: Nanoscienze e nanotecnologie Dipartimento: Materiali e Dispositivi Responsabile: Facci Paolo

Risultati conseguiti Numerosi sono i risultati scientifici e tecnologici ottenuti durante il 2006, come è attestato dal numero e dalla qualità delle pubblicazioni scientifiche.


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2006 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0

Si citano inoltre i seguenti risultati: -Sviluppo di un sensore atto all'analisi in tempo reale della vitalità di pellet cellulari eucarioti. -Sviluppo di una tecnica di litografia FIB per la realizzazione di nanoelettrodi planari con gap nanometriche. -Realizzazione di microleve AFM metallizzate e nanolavorate tramite FIB per applicazioni ottimizzate in litografia LAO. -Sviluppo di una tecnica per la metallizazione electroless di filamenti di DNA -Elucidazione delle caratteristiche di trasferimento elettronico di citocromo c da lievito ed un suo mutante immobilizzati su superfici elettroniche. -Realizzazione di un transistor organico a geometria cilindrica filabile. Prodotti della ricerca (2006)

Principali collaborazioni Alessio Accardi, Brandeis University, USA; Paola Gavazzo, IBF-CNR Genova; Paolo Baschieri, Cesare Ascoli IPCF-CNR, Pisa; Uri Sivan, Technion, Israel; Igor Medintz NRL, Washington D.C.,USA; Glenn Burley Leichester U.K.; Dragan Mihailovic, Ljubljana, Slovenia; Lucia Sorba, TASC-CNR, Trieste; Roberto Cingolani, NNL-CNR, Lecce; Massimo Rudan, Università di Bologna; Jacopo Tomasi, Università di Pisa; Pasqualantonio Pingue SNS-NEST, Pisa. Collaborazioni nell'ambito di progetti MIUR: FIRB BANDO 2001 'Realizzazione di microsistemi mediante tecniche di micro e nanofabbricazione per il rilascio in situ di farmaci' Collaborazioni nell'ambito di progetti UE: -'Computational full-box for protein surface docking' -'Single protein folding pathways' (SINPATH) - Integrated Project (VI PQ) 'Protection e Textiles MicroNanoStructured fibre systems for Emergency Disaster Wear' Privati: ENERNOVA S.r.l Fondazione Cassa di Risparmio di Modena – 'Sviluppo dei laboratori di nanofabbricazione e analisi di materiali e superfici su scala nanometrica del Centro S3 di Modena'




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8 3 0 2 0 0 1 14


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2006 0 0 0 0 2 0 0 0 0 0

Principali risorse strumentali utilizzate Microscopi a scansione di sonda (STM, AFM e loro derivati); microscopi ottici (contrasto di fase e fluorescenza); spettroscopi (UV-Vis, IR); HPLC; FPLC; FIB; EBL; stepper; mask aligner; wedge bonder; set-up per misure di correnti ultra-basse in nanostrutture molecolari; diffrattometro a raggi X a basso angolo; TEM; SEM; interfaccia elettrochimica. Nanomagnetismo controllo della dinamica della magnetizzazione in nanomagneti

Progetto: Nanoscienze e nanotecnologie Dipartimento: Materiali e Dispositivi Responsabile: Affronte Marco

Risultati conseguiti Caratterizzazione tramite STM, XPS e Fotoemissione Risonante (presso ELETTRA) di molecole magnetiche depositate su superfici Au(111) native o nanostrutturate. Studio di magneti molecolari dedicati ad architetture scalabili per la quantum computation e la refrigerazione magnetica. Studio tramite tecniche NMR/MUSR di dinamica di spin in nanomagneti molecolari, in corrispondenza del level crossing di stato fondamentale. Studio tramite NMR della distribuzione di densita' di spin in anelli antiferromagnetici eterometallici. Sviluppo di strumentazione EPR-like a frequenza variabile. Sono state studiate le proprietà dinamiche di nano-magneti (dots e/o wires) mediante rivelazione di onde di spin con tecnica Brillouin. La microscopia a effetto Hall e' stata messa a punto e la sua operativita' e' stata testata a bassa temperatura e in campo magnetico. Ottimizzazione di diverse funzionalizzazioni per l'ancoraggio su Au del magnete molecolare Mn12 e dell'anello antiferromagnetico Cr7Ni. Ottimo accordo fra dati sperimentali NMR e teorici riguardo alla distribuzione di spin alle basse temperatura in anelli eterometallici Cr7Cd. Diversi gruppi funzionali, tra cui Ru2 con proprietà redox, sono stati studiati per ottenere entanglement di stati magnetici tra due anelli molecolare antiferromagnetici Cr7Ni. Il rilassamento lento della magnetizzazione e' stato studiato in dettaglio nella molecola Ni10 e un meccanismo alternativo al superamento della barriera di anisotropia magnetica e a quello dello spin glass e' stato proposto (assorbimento risonante di fononi). Ordine a lunga portata di un reticolo 3D di spin giganti è stato osservato nel magnete molecolare Fe17 e attribuito a interazioni dipolari. La risonanza di spin in nano-anelli di permalloy è stata studiata con scattering di luce Brillouin. E' stata studiata l'origine dinamica della configurazione di domini in nano-strutture magnetiche confinante. Magnetometri a effetto Hall sono stati realizzati con dimensioni fino a 100nm utilizzando l'ablazione con fasci ionici focalizzati. Prodotti della ricerca (2006)

Principali collaborazioni INSTM (D. Gatteschi); Dip. Chimica, Università di Manchester (UK); Universita' di Valencia, Saragozza e CSIC (Bellaterra) (ES); laboratori CNRS di Grenoble, Parigi e Orsay (F), Università Leiden (Nl); Università di Pozan (Pl). Hokkaido University (J). Argonne National Laboratory (USA).


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2006 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

Collaborazioni nell'ambito di progetti MIUR: FIRB BANDO 2001 -'Microsistemi basati su materiali magnetici innovativi strutturati su scala nanoscopica' -'Nanodispositivi molecolari' -'Nanoorganizzazione di molecole ibride inorganiche/organiche con proprietà magnetiche ed ottiche' -'Nuovi materiali e meccanismi di superconduttività nei fullereni' Collaborazioni nell'ambito di progetti UE: - Marie Curie (VI PQ) 'Quantum Effects in Molecular Nanomagnets' - NOE (VI PQ) 'Molecular Approach to nanomagnets and Multifunctional Materials' Privati: Centro Ricerche Colorobbia (CERICOL)




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10 1 1 1 0 0 3 16 Principali risorse strumentali utilizzate litografie ottiche, FIB, EBL. sistema criomagnetico per misure fino a 0.3K e 7T. Camera UHV con tecniche multiple spettroscopiche. Scattering Brillouin. Tecniche magneto-ottiche di superfici, MOKE. Tecniche di litografia ottica, elettronica (EBL), e a fasci ionici (FIB). Magnetometrie e misure termodinamiche (calore specifico). NMR, muSR, MRI. Teoria e simulazione di materiali nanostrutturati

Progetto: Nanoscienze e nanotecnologie Dipartimento: Materiali e Dispositivi Responsabile: DI FELICE ROSA

Risultati conseguiti I risultati conseguiti (sviluppo metodologico e applicazioni a sistemi nanostrutturati di ampio interesse) sono visibili dalle pubblicazioni. Se ne riporta qui una lista selezionata. Lista completa alla pagina web http://www.s3.infm.it/pub_index.html (1-6, 8, 10-11, 14, 18, 23, 25-30, 32-34, 36, 39-40, 42, 44, 48-49, 51-54, 58, 60, 64, 66-74, 80, 83-88, 90-103).

- M. Rontani, "Friedel sum rule for an interacting multiorbital quantum dot", Phys. Rev. Lett. 97, 076801 (2006). - J.I. Climente, A. Bertoni, M. Rontani, G. Goldoni, E. Molinari, "Effect of the Coulomb interaction on the electron relaxation of weakly-confined quantum dot systems using the full configuration interaction approach", Phys. Rev. B 74, 125303 (2006). - M. Cavallari, A. Calzolari, A. Garbesi, R. Di Felice, "Motion of metal ions in G4-wires by Molecular Dynamics simulations", J. Phys. Chem. B 110, 26337 (2006). - A. Migliore, S. Corni, R. Di Felice, E. Molinari, "Water Effects on Electron Transfer in Azurin Dimers", J. Phys. Chem. B 110, 23796 (2006) Prodotti della ricerca (2006)

Principali collaborazioni I ricercatori partecipanti alla commessa partecipano a molte collaborazioni internazionali e nazionali, sia nell'ambito di progetti per accedere a finanziamenti che come rapporti non formalizzati tra gruppi di ricerca, e con le altre commesse di S3. Le principali collaborazioni internazionali sono all'interno della Comunita' Europea, ma esistono anche rapporti bi-laterali con l'America e il Giappone. Liste complete di collaborazioni e progetti sono alle pagine web http://www.s3.infm.it/coll_index.html e http://www.s3.infm.it/projects_index.html Progetti EC attivi nel 2006: DNA-NANOWIRES (IST-2001-38951 STREP); DNA-NANODEVICES (FP6-029192 STREP); PROSURF (FP6-028331 STREP); NANOSCI-ERA (FP6-016146 CA); EXCITING (HPRN-CT-2002-00317); Marie Curie IEF Climente-Plasencia. Altri progetti collaborativi attivi nel 2006: SUP&RMAN (PRRITT); Nanofaber (PRRITT); Microscopic Friction (NATO); Organic-inorganic interfaces (MIUR Cofin); NOMADE (MIUR FIRB); Pentacene layers (MIUR Cofin); FIRB Italia-Israele. Varie proposte di progetti presentate nel corso del 2006 hanno avuto esito positivo e nuovi progetti (con relativi finanziamenti esterni) saranno avviati nel 2007 Enti italiani: Collaborazione con il centro di supercalcolo CINECA. Regione Emilia Romagna: Laboratorio di nanofabbricazione per l'Emilia Romagna (NANOFABER) Privati: Cassa di Risparmio di Modena: contributo per l'organizzazione della mostra fotografica dal titolo "Vedere l'invisibile. Immagini dal nanomondo (Images)"




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2006 0 3 1 0 5 3 1 3 0 0




9 6 1 3 1 0 0 20 Principali risorse strumentali utilizzate Competenze di punta: 'high performance scientific computing', chimica e fisica computazionale; largo spettro di codici di calcolo e metodi stato dell'arte, da quelli quantistici ab-initio ai modelli classici, anche sviluppati in-house (WanT, Electronic_Excitation_Code, ecc. http://www.s3.infm.it/codes_index.html). PC cluster (48 processori) presso il centro di calcolo DSIT dell'Universita' di Modena e Reggio Emilia. PC desktop e workstations per calcoli di piccola dimensione, analisi dei risultati, e visualizzazione grafica e molecolare. Accesso ai supercalcolatori paralleli del centro di calcolo CINECA di Bologna tramite convenzione S3-CINECA e tramite progetti valutati a livello nazionale, in virtu' di una partnership dell'ex-INFM al CINECA. Nanofabbricazione e fenomeni di superficie interfaccia alla nanoscala

Progetto: Nanoscienze e nanotecnologie Dipartimento: Materiali e Dispositivi Responsabile: Valeri Sergio

Risultati conseguiti Preparazione e studio di film continui, pattern e cluster di ossidi (MgO, NiO), metalli (Fe, Ni) e leghe (Py, PtFe); autoaggregazione di metalli (Ni, Fe, Ag) su reti di dislocazioni (indotte da stress o da FIB), in ossidi (CoO, MgO); studio dell'anisotropia magnetica configurazionale di nanomagneti di forma quadrata di Fe cristallino; implementazione strumentale sul sistema "nanomask"; fabbricazione di nanoelettrodi per scrittura diretta IBID/EBID, caratterizzazione elettrica e strutturale; produzione e caratterizzazione elettrica di gap metalliche con L<10 nm; crescita di molecole pi-coniugate su SAM aromatici; crescita e caratterizzazione strutturale/elettronica di tioli alifatici e cisteina su metalli nobili, caratterizzazione della barriera elettrostatica di interfaccia; misura del coefficiente di attrito dinamico di acciai nitrurati in presenza di lubrificante, con e senza texturing laser; patterning di superfici di Si mediante FIB (canali e fori circolari) e misura del coefficiente di attrito in vuoto ed in aria; collaudo dell'AFM a forza laterale; implementazione del controllo ambientale sul nanotribometro. Prodotti della ricerca (2006)

Principali collaborazioni F. Boscherini, Univ. Bologna G. Pacchioni, M. Milani, Univ. Milano-Bicocca I. Pronin, Istituto IOFFE St. Petersburg - Russia A. Fortunelli, CNR-Pisa H.-J. Freund, FHI-Inst. Berlin – Germany


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2006 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

V. Di Castro, Univ. La Sapienza G. Stefani, Univ. Roma 3 M. Sauvage-Simkin, LURE, Orsay – France G. Scoles, SISSA Trieste A. Selloni, Princeton University -USA U. Valbusa, R. Buzio, G. Bracco, M. Canepa, Univ. Genova A. Armigliato, R. Balboni, IMM-CNR Bologna M.-P. Pileni, Université Pierre et Marie Curie – France C. Henry, Centre National de la Recherche Scientifique – France G. Renaud, Commissariat à l'Energie Atomique – France U. Heiz, University of Ulm - Germany F. P. Netzer, Karl-Franzens University – Austria M. Urbakh - Tel Aviv University, Israel I. Etsion - Technion, Haifa, Israel G. Carlotti, G. Gubbiotti, Univ. Perugia F. Albertini, IMEM-CNR – Parma R. Felici - OGG Grenoble, France A.R. Bishop - Los Alamos National Laboratory, Los Alamos, USA O.M. Braun - National Academy of Sciences of Ukraine, Ukraine E. Tosatti - SISSA and ICTP, Trieste N. Manini - Univ. Milano A. Fasolino - University of Nijmegen, The Netherlands Collaborazioni nell'ambito di progetti MIUR: FIRB BANDO 2001 'Microsistemi basati su materiali magnetici innovativi strutturati su scala nanoscopica' Collaborazioni nell'ambito di progetti UE: STREP (VI PQ) 'Growth and Supra- Organization of Transition and Noble Metal Nanostructures' Enti pubblici italiani: Regione Emilia Romagna – Laboratorio SUPerfici & Ricoprimenti per la Meccanica Avanzata e la Nanomeccanica (SUP&RMAN) Privati: Datalogic SpA Pirelli Labs Spa Ferrari spa Nuovagrafica scarl TetraPak Fondazione Cassa di Risparmio di Modena - Sviluppo dei laboratori di nanofabbricazione e analisi di materiali e superfici su scala nanometrica del Centro S3 di Modena Università: Università di Modena e Reggio Emilia - Preparazione di fori calibrati su film di Polietilene, mediante Dual Beam FIB-SEM, per esperimenti di infiltrazione




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12 8 0 2 0 0 0 22 Principali risorse strumentali utilizzate - sistema Ultra alto vuoto per spettroscopie Auger/XPS/LEED/STM/AFM/MBE; - sistema Auger/XPS/ion depth profiler; - spettrometro EELS ad alta risoluzione; - forno a 1200 C in atmosfera controllata; - sistema per la deposizione di cluster metallici; - sistema per la deposizione attraverso shadow masks; - sistema di crescita multicatodo per sputtering; - magnetometro MOKE per UHV e microMOKE; - sistema per misure di magnetotrasporto in DC e in AC; - SEM/FIB Dual Beam con micromanipolatori/elettrodi; - AFM a forza laterale e nanoindentatore; - tribometro con controllo ambientale; - microtribometro; - laboratorio per litografia ottica a contatto; - laboratorio per processi chimici "wet"; - lappatrice per cristalli; - riflettometro a raggi X (presso il CIGS); - camera a guanti per deposizione da fase liquida in atmosfera controllata; - accesso al Centro Grandi strumenti della Università di Modena e Reggio Emilia (in particolare: riflettometro a raggi X, TEM, microsonda a fluorescenza, SEM) Teoria e modeling computazionale di materiali e processi per le nanoscienze

Progetto: Nanoscienze e nanotecnologie Dipartimento: Materiali e Dispositivi Responsabile: Fiorentini Vincenzo

Risultati conseguiti Tra i lavori completati pubblicati o in corso di pubblicazione: - Simulazioni atomistiche e meccanica del continuo della resistenza a frattura fragile di materiali ceramici nano-strutturati - Dinamica molecolare tight-binding e sue applicazioni alla evoluzione microstrutturale di silicio contenente difetti - Simulazioni atomistiche di grossa taglia per evoluzione microstrutturale di silicio impiantato e nano-cristallino - Simulazioni atomistiche sulla coalescenza di cluster giganti di carbonio in fase vapore - Calcolo di Tc e analisi della transizione superconduttiva in metali alcalini sotto alte pressioni - Effetto del doping isoelettronico sulle proprieta' superconduttive di MgB2 - Diffusione di Cu in presenza di In su Cu (001) ed effetti sulla crescita - Transizione magnetica e metallo-isolante in CuO drogato con Mn - Simulazione QMMM dell'azione sul DNA di farmaci anticancro a base platino - Simulazione del legame dell'antramicina al DNA


Principali collaborazioni Sono attive collaborazioni con gruppi sperimentali e teorici in Italia (ex-INFM come S3, Democritos, MDM, Matis; CNR-IMM; ST Agrate...) e all'estero (FU Berlino, Philips Belgio, U Barcelona...). Le interazioni tecnico/computazionali privilegiate sono con il CINECA di Bologna e con il CASPUR di Roma, come menzionato. Alcuni dei partecipanti sono anche titolari di una grande infrastruttura per il calcolo scientifico in fase di installazione, come menzionato in precedenza. E' stato avviato un progetto sui materiali multiferroici con finanziamento parziale della Fondazione Banco di Sardegna ('Ossidi a forte correlazione per applicazioni elettroniche e magnotermiche') Collaborazioni nell'ambito di progetti MIUR: FIRB BANDO 2003 'Progettazione e sintesi di nuovi materiali organici ed organometallici, molecolari, macromolecolari e supramolecolari per sistemi e dispositivi optoelettronici e fotonici ad elevata efficienza' PON 2000-2006 – Avviso 68 'Realizzazione di un ipertesto multimediale di fisica generale e fisica della materia' Collaborazioni nell'ambito di progetti UE: STREP (VI PQ) 'Nanocrystalline silicon films for photovoltaic and optpelectronic application' Research Training Network (V PQ) - 'Molecules in Nanochannels-Synthesis, spectroscopy and applications (NANOCHANNEL)' (Partners: University of Tuebingen, Univesitaet Bern, Materia Nova, Ecole Normale Superieure de Cachan, CNR, Centro Ricerche Fiat)




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0 0 0 0 0 0 0 0 Principali risorse strumentali utilizzate La "strumentazione" informatica utilizzata per le ricerche rientra nella categoria dei supercalcolatori paralleli. In linea di massima le macchine con la miglior resa costi/benefici sono sistemi commodity based che utilizzano processori commerciali opportunamente ingegnerizzati per migliorarne la gestibilita', il raffreddamento, lo storage, e la comunicazione di rete. Tali attrezzature sono ovviamente complesse, dispendiose e difficili da gestire. Grazie al contributo degli associati, i partecipanti alla commessa hanno accesso, per una quota pari a un quarto circa, al cluster high-performance da 196 processori Opteron in rete veloce presso il CASPUR di Roma, e stanno per inaugurare una facility da circa 230 processori, di cui tra meta' e 2/3 in loro uso esclusivo, presso la sede di Cagliari. Nel 2006 sono state utilizzate complessivamente dalla commessa circa 300000 ore di


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2006 0 0 0 0 6 0 0 0 0 0

calcolo sulle macchine menzionate in precedenza, inclusi grant competitivi sia presso CINECA che CASPUR, oltre a risorse locali non quantificabili. Nanochimica

Progetto: Nanoscienze e nanotecnologie Dipartimento: Materiali e Dispositivi Responsabile: MANNA LIBERATO

Risultati conseguiti i) Individuazione di meccanismi di formazione di nanocristalli di CdTe di forma a tetrapod; ii) Sintesi di nanocristalli ibridi Au-CoPt3 a forma di dimero; iii) Sintesi di nanocristalli a base di ossido di ferro a forma di tetrapod, e studio delle loro proprietà magnetiche. iv) Scoperta di un meccanismo di crescita di nanocristalli di CdSe che passa attraversa la formazione di "Magic Sizes", e implementazione di questi nanocristalli in diodi emettitori nel blu; v) Scoperta di nuovi meccanismi di internalizzazione di nanocristalli funzionalizzati con GSH da parte dell'hydra vulgaris; vi) Sviluppo di un nuovo sistema ibrido organico-inorganico e di bassa cito-tossicità, basato su nanocristalli di ossido di ferro (magnetici) funzionalizzati con oligotiofeni (fluorescenti), per studi di marcatura e separazione cellulare; vii) Sviluppo di un metodo rivoluzionario di sintesi "seeded-growth based" di nanocristalli di CdSe/CdS ad altissima monodispersità in diametro e lunghezza, di elevate rese quantiche di fluorescenza (oltre 70%) e loro allineamento laterali su aree di svariati micron tramite campi elettrici; viii) Studio tramite microRaman di nanocristalli di CdTe a forma di tetrapod. Prodotti della ricerca (2006)

Principali collaborazioni CNR-IC (Bari), CNR-INFM-TASC (Trieste), Universtià di Monaco (Germania), Università di Amburgo (Germania), Politecnico di Monaco (Germania), CNR-INSA, Tolosa (Francia), CNR-CEMES, Tolosa (Francia), Politecnico di Milano, CNR – Istituto di Cibernetica, Napoli, Swiss Light Source, Villigen (Svizzera), University of Riverside (California, USA), CNR-ISOF (Bologna). Collaborazioni nell'ambito di progetti MIUR: FAR 297/99 'Nanotecnologie e materiali Optoelettronici per applicazioni telecom' (partner AGILENT) Collaborazioni nell'ambito di progetti UE: STREP (VI PQ) - 'Self Assembly of Shape Controlled Colloidal Nanocrystals' - 'Domino- Antimonide Quantum Dots for Mid Infrared nano Photonic Devices' (Coordinatore: UNIVERSITE MONTPELLIER II, FR) Enti pubblici: Regione Puglia: progetto 'Realtrack' Privati: IIT - Fondazione Istituto Italiano di tecnologia. Attività di ricerca congiunta sui temi: Cells to chips and chips to cells; Advanced characterization tools and imaging; Soft lithography on functional molecules; Functionalized nanocrystals for cancer therapy; Biodevices and biosensors arrays for electrochemical sensing and redox activity monitoring in cells.


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2006 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0




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0 0 0 0 0 0 0 0 Principali risorse strumentali utilizzate Strumentazione interna alla struttura: Linee di sintesi vuoto-azoto installate in cappe chimiche, glove box ad azoto per manipolazione di sostanze chimiche, centrifughe, spettrofotometri e fluorimetri, HPLC, gel scanners, dispositivi per elettroforesi, citofluorimetro, ICP-AES, microscopio elettronico a trasmissione a bassa risoluzione, microscopio elettronico a scansione, electron beam lithography, electron beam evaporator, pressa, microscopio confocale, mask aligner, setup per misure di trasporto elettrico, spin coater, setup per spettroscopia risolta nel tempo (nanosecondo e picosecondo). Strumentazione esterna: microscopi elettronici ad alta risoluzione, diffrattometri a raggi X, diffrattometri installati su sincrotrone, magnetometro SQUID, setup per misure di spettroscopia Mossbauer, setup per misure di ipertermia da campi magnetici. Laboratorio di biologia per coltura dell'hydra vulgaris. Setup per misure di microRaman. Proprieta' elettroniche e strutturali di sistemi a bassa dimensionalita'

Progetto: Nanoscienze e nanotecnologie Dipartimento: Materiali e Dispositivi Responsabile: Morgante Alberto

Risultati conseguiti Per la prima volta determinazione strutturale di film autoassemblati di alcantioli su Au(111): diimostrazione del ruolo rilevante di adatomi e vacanze di Au nel processo di autoassemblaggio. Caratterizzazione strutturale e chimica di altri sistemi basati sul legame tiolo-Au: nanofili di cisteina su Au(110). Misure spettroscopiche e strutturali di film di pentacene e Cu-ftalocianina su Au. Misure spettroscopiche e strutturali di film spessi di pentacene su Cu(119); interazione intermolecolare e dispersione della banda HOMO. Proprietà elettroniche e strutturali di film di PTCDA su Ge. Formazione di uno strato parzialmente ordinato metastabile per deposizione a freddo. Caratterizzazione degli spettri di fotoionizzazione di aminoacidi (glicina, metionina e prolina) in fase gassosa a varie energie. Osservazione di due conformeri della prolina. NEXAFS di cluster di titanio in fascio supersonico. Orbitali 4f in complessi di metalli di transizione. Prima osservazione sperimentale degli stati doppiamente eccitati di He metastabile con radiazione di sincrotrone. Caratterizzazione quantomeccanica completa del processo di fotoionizazione e decadimento in molecole biatomiche. Prodotti della ricerca (2006)


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2006 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

Principali collaborazioni Universite' Pierre et Marie Curie (Paris, F); University of Ljubljana (SLO); University of Nova Gorica (SLO); Università di Princeton (USA); Università di Erlangen; Università Cattolica di Brescia; Universita' di Genova; Universita' di Milano Bicocca; Universita' di Roma3, ICTP (Trieste); SISSA (Trieste); Università di Firenze; Università di Milano; Università di Roma; CNR-IMIP; CNR-ISM, Università di Trieste, CNRS-LCAM (Paris F), Inorganic Chemistry Laboratory-Oxford (GB), KTH Stockholm (S), Manchester University (GB), State University of Aerospace Instrumentation ( St. Petersburg RU), ETH Zurigo; Università di Zurigo; Università di Regensburg; Università di Perugia; SOLEIL; Università della British Columbia, Vancouver Canada; Columbia University New York USA. Privati: Sincrotrone Trieste – Collaborazione Gruppo di Ricerca per la gestione della beamline ALOISA installata presso il sincrotrone di Trieste, ELETTRA. Regione Friuli Venezia Giulia – Creazione di rete di ricerca italo-slovena per lo studio dei materiali nanostrutturati e l'utilizzo della radiazione di sincrotrone.




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0 0 0 0 0 0 0 0 Principali risorse strumentali utilizzate Per il conseguimento dei risultati scientifici riportati sono state ampiamente utilizzate tutte le risorse sperimentali disponibili. L'ampia combinazione di tecniche sperimentali utilizzabili nell'ambito della commessa si è rivelata cruciale per il raggiungimento di risultati scientifici rilevanti. Si sono utilizzate 3 linee di luce di sincrotrone per spettroscopia di elettroni con radiazione X e ultravioletta e per diffrazione di raggi X da superfici. Sistema per scattering di atomi di He. Microscopi a scansione. Apparati da alto vuoto per spettroscopie di coincidenza elettrone-elettrone e elettrone-ione , spettrometro per fluorescenza risolta in lunghezza d'onda (100-1000nm), apparato a tempo di volo per spettrometria di massa Nanoscienza per applicazioni Biomediche e Tecnologiche

Progetto: Nanoscienze e nanotecnologie Dipartimento: Materiali e Dispositivi Responsabile: Di Fabrizio Enzo

Risultati conseguiti 1) La realizzazione di un sistema di misure di forze nel range dei picoNw e la combinazione del trapping ottico con le spettroscopie Raman e di fluorescenza per lo studio dello stress cellulare,

2) Fabbicazione di cristalli fotonici in guida su Silicio, con inclusione di difetti puntuali (cavità) e difetti lineari 3) Progettazione e realizzazione di sistemi microfluidici per il controllo dinamico di reazioni chimiche di interesse biologico con volumi nel range del picolitro e scala temporale del microsecondo. I dispositivi microfluidici, considerati dei microreattori, dovranno essere compatibili con misure di spettrocopia a raggi X , infrarossa e microRaman. La scelta dei materiali, le geometrie e gli ingombri dovranno essere compatibili con queste necessita' di utilizzo. 4) Progettazione e realizzazione di strutture nanopillars metallici (Oro e Argento) per l'amplificazione di misure SPR su molecole biologiche. 5) Realizzazione di dispositivi 3D con geometrie non Manattan-like per la realizzazione di dispositivi ottici non convenzionali (ottiche diffrattive-rifrattive), per l' applicazione a studi di base sulla bagnabilità delle superfici Prodotti della ricerca (2006)

Principali collaborazioni Collaborazioni nell'ambito di progetti MIUR: FIRB BANDO 2001 - Progetto MIUR RBAU0157P2 "Progetto e fabbricazione di pinze ottiche per applicazioni alla nano scienza e alle bio tecnologie" 2003-2006: collaborazione con il CRS S3 di Modena e il CRS NNL di Lecce - Progetto MIUR RBNE01XPYH "Studio, realizzazione e sperimentazione di micro sistemi per il rilascio controllato in situ di farmaci." 2003-2006: 5 Unità. Collaborazione con: Università di Genova, Univ. Parma, Istituto tumori Milano, Sincrotrone Elettra. Collaborazioni nell'ambito di progetti UE: - Integrated Project (VI PQ) 'Emerging Nanopattering Methods' Progetto Europeo integrato NAPA TTCEE0005 "nuove tecnologia litografiche": collaborazione con 11 partners europei. - Collaborazione, Progetto Europeo SAXIER( 2006-2008), Austrian Academy of science, 6 partners+6 subcontract EPR italiani: ENEA - Studio e realizzazione prototipale di ottiche diffrattive multilivello per telemetria laser di dimensioni 0,2 mm per 0,2 mm Privati: Sincrotrone Trieste – Collaborazione Gruppo di Ricerca per la gestione della beamline LILIT installata presso il sincrotrone di Trieste, ELETTRA. Università ed enti stranieri: OEAW (Austrian Academy of Sciences - Design optimisation and manufacturing of miniaturised mechanical components (i.e. modules, mixers, linking parts, cells, micropumps) for microfluidic devices Collaborazione MIT, Boston-US, prof. Francesco Stellacci. Collaborazione Molecular Foundry, Lawrence Livermore Laboratori, Berkeley, Dr. Stefano Cabrini Collaborazione Prof.Rakesh Kumar Department of Physics CCS University Meerut-2005 India Collaborazione University of Osaka, Japan, dr. Remo Proietti


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0 0 0 0 0 0 0 0 Principali risorse strumentali utilizzate 1) Stepper a Raggi X 2) Dual beam(litografia elettronica e ionica) 3) Deep reactive ion etching ICP 4) Beamline a raggi X LILIT 5) UV Mask aligner 6) 200 mq clean room a classe 10-1000 7) sistema sputtering per la deposizione di film metallici Sintesi ed ottimizzazione di sistemi aventi almeno una dimensione nanometrica per il loro possibile utilizzo in dispositivi elettronici, optoelettronici, spintronici o in catalizzatori, e lo studio delle proprietà strutturali, ottiche ed elettroniche

Progetto: Nanoscienze e nanotecnologie Dipartimento: Materiali e Dispositivi Responsabile: SORBA LUCIA

Risultati conseguiti Sono stati sintetizzati 2DEG ad alta mobilità in AlGaAs/GaAs e InAlAs/InGaAs. E' stata determinata la composizione chimica superficiale con la XPEEM in punti quantici di InAs/GaAs. Nanofili di GaAs e InAs sono stati ottenuti con catalizzatore Au e il loro drogaggio è stato determinato sia in nanofili nominalmente non drogati sia drogati. E' stata osservata luminescenza da fase wurtzite del GaAs. La qualità strutturale dei fili è stata determinata su base statistica con misure Raman. E' stato compreso il meccanismo che riduce l'incorporazione di In in InGaAsN. Sono stati realizzati diversi tipi di campioni (evaporazione di C60 su superfici patternate di silice e modificazioni di superfici di LDPE tramite PECVD) e ne sono state studiate le proprietà nanotribologiche. E' stato svolto lo studio dei meccanismi di crescita di SWCNT, MWCNT e fibre di carbonio tramite CVD. Sono state studiate su scala nanometrica le proprietà strutturali ed elettroniche di SWCNT con funzionalizzazione organica. E' stato svolto lo studio della struttura e della reattività di ossidi, leghe e metalli di transizione. E' stata studiata la struttura geometrica di film sottili di allumina con diffrazione. Prodotti della ricerca (2006)


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Principali collaborazioni Università di Cambridge (A. Ferrari, J. Robertson) Università di Milano ( P. Milani) Università di Padova (G. Granozzi e G. Mistura) Sincrotrone Elettra (A. Goldoni e A. Locatelli) Fondazione don Gnocchi ( F. Gramatica) Università di Leoben (A) (C. Teichert) Tokyo Institut of Technology University (N. Yamamoto) Spring 8 (F.Z. Guo) CrS NEST (F. Beltram, V. Pellegrini, A. Tredicucci) Università di Modena e RE (: Affronte) Università "La Sapienza" di Roma (M. Capizzi) Università di Bologna (F. Boscherini) UNiversità di Trieste (M. Prato) Università di Padova (M. Berti) Istituto IMEM-CNR di Parma (G. Salviati) Istituto IFN-CNR di Roma (L. Mariucci) ESRF di Grenoble (F) (D' Acapito) Università di Parma (M: Geddo) Università di Pavia (S. Sanguinetti) Università di Marburgo (D) (J. Scholz) Tyndal National Institute (Ir) (E. O'Reilly) Sissa (S. Baroni) Lund University-Sweden Universita' di Genova University of Vienna, Austria Collaborazioni nell'ambito di progetti MIUR: FIRB BANDO 2001 'Microstrutture e nano-strutture a base di carbonio'




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Principali risorse strumentali utilizzate Sistemi di crescita MBE per materiali III-V e II-VI. Sistema di crescita MBE ad alta mobilità. Laboratorio di trasporto per misure a 300mK e campi magnetici fino a 12 Tesla. Laboratorio di ottica (PL, Raman). Sistema di crescita PECVD e CVD. Utilizzo di un STM a temperatura variabile e LHe. Messa punta di un sistema UHV STM operante a 4K home made. linee di luce di sincrotrone su Elettra, sistemi per la diffrazione di elettroni e fotoni. Qubit a base di silicio o SiGe e studio di gas elettronici bidimensionali in dispositivi nanoelettronici

Progetto: Nanoscienze e nanotecnologie Dipartimento: Materiali e Dispositivi Responsabile: Fanciulli Marco

Risultati conseguiti - Realizzazione sperimentale e caratterizzazione teorica di strutture drogate a bassa dimensionalità in Si (Si, SOI, nanocristalli); - Dimostrazione della manipolazione dello spin elettronico mediante campi esterni; - Determinazione dei tempi di coerenza nel bulk; - Studio delle proprietà di magnetotrasporto in MOSFETs basati su silicio; - Comprensione dal punto di vista teorico delle proprietà dei donori in silicio sottoposto a campi elettrici ed a stress ed in nanostrutture; - Sviluppo di una tecnica cavità-free per EPR a largo range di frequenze (risultati preliminari); - Caratterizzazione del rumore telegrafico in MOSFET scalati in condizioni di basse T, alti campi magnetici ed in presenza di microonde - Realizzazione di strutture idonee allo studio dele proprietà ottiche di molecole fluorescenti al variare del campo elettrico applicato. Prodotti della ricerca (2006)

Principali collaborazioni Nazionali: Università di Milano Bicocca, Università di Pisa, Università di Pavia, Università di Trieste Internazionali: CEMES – CNRS (Tolosa), Boston University (Boston), MEPHI (Mosca), Kookmin University (Seoul), EPFL (Losanna). Privati: CARIPLO: 'Costruzione e lettura di reticoli di molecole fluorescenti per mezzo di microscopia a forza atomica'




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0 0 0 0 0 0 0 0 Principali risorse strumentali utilizzate Advanced Materials Growth and Process Facilities 95 m2 clean room class 1000 – 100 2 Atomic Layer Deposition (ALD) systems, equipped with ozone generator/destructor system and glove box for chemical storage and handling Thermal and e-beam evaporator Wet bench for wafer cleaning Rapid Thermal Processing (RTP) system Photolithography Characterization Facilities Scanning Probes (Room Temperature, controlled environments): AFM, STM, MFM/EFM, SKPM, SThM, SNOM SEM Electrical Characterization: -I-V, C-V, G-V, C-t, -DLTS, Laplace-DLTS (5-500 K) -Low Frequency Noise (0.3-500 K) Optical Spectroscopies m-RAMAN and photoluminescence (PL) (5-500K) Internal Photoemission Spectroscopy (IPE) (5-500 K) FT-IR (middle and far IR) (5-500 K), Spectroscopic Ellipsometry X-band Electron Spin Resonance Spectroscopy (ESR) (5-560 K) Q-Band ESR Multi-frequency high-field electrically detected magnetic resonance (12 T, 300 mK) Inelastic electron tunneling spectroscopy (IETS) (2-100 K) Nanofotonica

Progetto: Nanoscienze e nanotecnologie Dipartimento: Materiali e Dispositivi Responsabile: Tredicucci Alessandro

Risultati conseguiti Nel 2006, lo sviluppo della tecnologia dei laser THz a cascata quantica (QC) si è incentrato sul controllo dell'emissione utilizzando dispositivi in cavità esterna. Sono stati sviluppati appropriati coating anti-riflesso da depositare sulle faccette ed è stata dimostrata l'accordabilità in frequenza su circa il 2-3 % di quella di emissione. Lo stesso tipo di set-up ha consentito la prima misura del "linewidth enhancement factor" in un laser THz a semiconduttore THz. Le prime applicazioni spettroscopiche di laser DFB sono state sviluppate. Nall'ambito dell'attività sulle microcavità intersottobanda, si è realizzata la modulazione dell'accoppiamento tramite trasferimento di carica per effetto tunnel in pozzi quantici asimmetrici accoppiati di GaAs/AlGaAs. Riguardo l'attività di ricerca sulla fotonica a pochi elettroni basata sul trasporto tramite onde acustiche, sono stati realizzati dispositivi a tre terminali comprendenti una giunzione planare di tipo n-i-n in cui l'iniezione dei portatori può avvenire sia con segnali in corrente che in voltaggio.

E' proseguita l'attività di crescita di cristalli e fibre per applicazioni ottiche. Prodotti della ricerca (2006)

Principali collaborazioni Cambridge University (UK), Physical Sciences Inc. (USA), Thales (F), Teraview (UK), DLR (FRG), Lund University (S), Rice University (USA), Tohoku Inversity (JAPAN), ENEA, AMC Italy, Toshiba Research Europe (UK), University of Copenhagen (Dk), Siegen University (FRG), Università di Montepellier (F), Technical University of Vienna (A), IKZ- Berlino (FRG), Laboratorio TASC, Università di Parma, CIRIL-Università di Caen (F), Università di Uppsala (S), Università di Bari, Università di Amburgo, Politecnico di Milano




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3 0 0 0 0 0 0 3 Principali risorse strumentali utilizzate NEST dispone delle più avanzate strutture per la nanofabbricazione (litografia ellettronica, nanoimprint, ICP-RIE, etc.) e per le misure di proprietà elettriche e ottiche (in tutto il range di frequenze dal lontano infrarosso all'UV) a temperature da qualche mK fino a temperatura ambiente, anche in campi magnetici fino a 16 Tesla. Si è inoltre recentemente dotato di un sistema spettroscopico ultraveloce accordabile in tutto il medio-infrarosso ed è in via di installazione una camera di crescita CBE in ultra-alto-vuoto per la realizzazione di nanofili eterostrutturati in vari semiconduttori III-V. Dispone infine di un sistema Chochralski per la sintesi di cristalli e fibre monocristalline. Nanostrutture a semiconduttore per la nanoelettronica e la spin-fotonica

Progetto: Nanoscienze e nanotecnologie Dipartimento: Materiali e Dispositivi Responsabile: Pellegrini Vittorio

Risultati conseguiti Osservazione della diffusione Rayleigh risonante in prossimità di transizioni di fase quantistiche nel regime Hall quantistico. Osservazione dello stato metallico di fermioni composti in bistrati elettronici


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a fattore di riempimento pari a uno e debole accoppiamento tra i due strati. L'evidenza è basata sulla rivelazione delle transizioni di spin-flip attraverso il livello di Fermi dello stato metallico dei fermioni composti tramite misure di diffusione risonante di luce. Osservazione della evoluzione delle eccitazioni di spin in punti quantici in funzione del campo magnetico a temperature di 200mK tramite misure di diffusione anelastica di luce. Definizione dei protocolli per la nanofabbricazione di punti quantici e punte di contatto quantiche su strutture InGaAs/AlInAs (In % = 75) tramite litografia a fascio elettronico e attacco chimico a secco. Prodotti della ricerca (2006)

Principali collaborazioni Columbia University: Prof. Aron Pinczuk Bell laboratories: Dr. Loren Pfeiffer Harvard University: Prof. Robert Westervelt Texas University: Prof. Allan MacDonald Walter Schottky Institute: Prof. Gerhard Abstreiter, Matt Grayson Institute of Solid State Physics Chernogolovka: Prof. Valeri Dolgopolov Missuri University: Prof. Giovanni Vignale S3-Modena: Prof. E. Molinari, G. Goldoni, M. Rontani Collaborazioni nell'ambito di progetti MIUR: FIRB BANDO 2001 'Nanotecnologie e nanodispositivi per la società dell'informazione' Collaborazioni nell'ambito di progetti UE: Research Training Networks (V PQ) 'Collective electronic states in nanostructures (COLLECT)'




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Principali risorse strumentali utilizzate Sistema di nanolitografia e-beam e sistema di attacco chimico a secco ICP-RIE (Inductive-coupled-plasma reactive-ion-etching) Criomagnete a diluizione con accesso ottico (base T 40mK, campi magnetici 0-14T) Criomagneti a Elio 3. Sistema laser Titanio-zaffiro tunabile singolo modo Spettrometro triplo Jobin Yvon Proteine fluorescenti per la bioeletronica

Progetto: Nanoscienze e nanotecnologie Dipartimento: Materiali e Dispositivi Responsabile: Nifosi' Riccardo

Risultati conseguiti Messa a punto di un biosensore per il pH e per la concentrazione di alogenuri basato sul mutante F64L/S65T/T203Y (E2GFP) della proteina fluorescente verde GFP. Struttura a raggi X di E2GFP e di E1GFP (con mutazioni F64L/T203Y) in varie condizioni di pH e di concentrazione di Cl- e di I-. Studio del processo di trasduzione del peptide Tat11 (derivato dalla proteina TAT di HIV) in vivo tramite l'analisi della distribuzione di fluorescenza. Simulazione al calcolatore dell'isomerizzazione cis-trans del cromoforo in E2GFP, e costruzione di un modello molecolare per il photoswitching. Modellizzazione al calcolatore della struttura elettronica e dello spettro vibrazionale di tutti i cromofori modello delle proteine intrinsecamente fluorescenti note. Sviluppo di un modello Coarse Grained a singolo centro per simulazioni di dinamica molecolare su lunghe scale temporali di proteine e acidi nucleici e applicazione allo studio della proteasi di HIV-1 e del ribosoma batterico S70. Prodotti della ricerca (2006)

Principali collaborazioni Prof. Roberto Cingolani, Università di Lecce; Prof. Cristiano Viappiani, Università di Parma; Prof. Yi Luo, KTH Stoccolma; Prof. Maurizio Persico, Università di Pisa; Prof. J. Andrew McCammon, Università della California, San Diego. EPR straniere: Human Frontier Science Program "Exploring HIV-1 Tat protein function by single molecole imaging and molecular dynamics simulation"




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2 0 0 0 0 0 0 2 Principali risorse strumentali utilizzate 1) microscopio confocale, 2) rivelatore TCSPC del tempo di vita di fluorescenza, 3) spettrofotometro e spettrofluorimetro, 4) NMR (300 MHz), 5) HPLC con rivelatori di assorbimento e di indice di rifrazione Trasporto mesoscopico in nanostrutture ibride

Progetto: Nanoscienze e nanotecnologie Dipartimento: Materiali e Dispositivi Responsabile: Giazotto Francesco

Risultati conseguiti I risultati conseguiti attualmente sui sistemi ibridi consistono: 1) Realizzazione e caratterizzazione magneto-elettrica di giunzioni Josephson superconduttore/semiconduttore Nb/InGaAs. 2) Fabbricazione e studio del trasporto elettronico (Coulomb blockade) in punti quantici realizzati in InGaAs. 3) E' in atto la realizzazione e la caratterizzazione elettrica di microrefrigeratori superconduttivi Al/AlOx/Cu operanti a 0.3 K. 4) Il trasporto di calore nel regime di effetto Hall quantistico è attualmente sotto investigazione dal punto di vista teorico 5) Il trasporto di carica e calore di nonequilibrio spin-dipendente in nanostrutture superconduttrici e' attualmente sotto investigazione dal punto di vista teorico. Prodotti della ricerca (2006)

Principali collaborazioni Helsinki University of Technology (FIN) Trinity College Dublin (IRL) CNRS (F), Universite' Joseph Fourier (F) University of Twente (NL) Rutgers University (USA) University of Bochum (D) Laboratorio TASC University of Basel (CH) Université Paris-Sud (F) FORTH (GR) University of Dusseldorf (D) TU Delft (NL), University of Karlsruhe (D) CEA Grenoble (F) Collaborazioni nell'ambito di progetti UE:


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Research Training Networks (V PQ) 'Spin-Dependent Transport in Nanostructures'




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3 0 0 0 0 0 0 3 Principali risorse strumentali utilizzate Fluidi quantistici e sistemi elettronici fortemente correlati alla nanoscala e in dispositivi

Progetto: Nanoscienze e nanotecnologie Dipartimento: Materiali e Dispositivi Responsabile: Senatore Gaetano

Risultati conseguiti Predizione di: (i)effetto di spessore e disordine sulla suscettività di spin in gas elettronici bidimensionali (2DEG) in Si-MOSFETs; (ii) effetto della correlazione sul drag in bipiani elettronici. Studio preliminare di: (iii)effetto di asimmetrie di massa in 2DEG in AlAs QWs sotto stress e (iv)fasi esotiche in 2DEG diluiti. Predizione di: (v)energetica esatta di un filo quantistico modello e sua parametrizzazione per applicazioni DFT; (vi)spettro rotazionale di cianoacetilene in clusters di He (con messa a punto di funzioni di correlazione in tempo immaginario per un calcolo efficiente e caratterizzazione microscopica di linee spettrali deboli); (vii)equazione di stato di para-H-2 solido; (viii)effetto di vacanze in para-H-2; (ix)orientazione di legami e disclinazioni nell'He liquido, (x)condensazione di He-4 in fasci di nanotubi di Carbonio e transizione di svuotamento in He-4 adsorbito in "wedges" lineari. (xi)Messa a punto di una tecnica (QMC) per il calcolo delle forze senza approssimazioni aggiuntive alla fixed-node. Prodotti della ricerca (2006)

Principali collaborazioni M. Kalos (Livermore), W.A. Lester (Berkley), C. Umrigar (Cornell), M. Cole (PennState), M. Barranco (Barcelona), D. Ceperley (Urbana), K. Schmidt (Arizona State), D. Neilson (Camerino), M Boninsegni (Edmonton), C. Filippi (Leiden), W. Jaeger e P.N.Roy (Edmonton), G. Bachelet (Roma), P. Gori-Giorgi (Parigi), S.E. Hernandez (Buenos Aires), F. Stienkemeier (Friburgo), M. Casula (Urbana), G. Vignale (Missouri), K. Golden (Vermont), M. Shayegan (Princeton).


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5 0 0 0 0 0 0 5 Principali risorse strumentali utilizzate 1. Presso il Dip. di Fisica Teorica (UniTS) Cluster HP proliant con 28 cpus (14 nodi biprocessori xeon P4 a 3Ghz), esclusivamente dedicato alle attivita' della commessa 2. Presso il Cineca di Bologna (grant INFM-CNR) -Cluster linux IBM con 750cpus (nodi xeon P4 a 3Ghz) -Supercomputer IBM SPS a 512 processori (modello P5) 3. Presso il Dip. di Fisica (UniRM La Sapienza) Cluster linux con 12 processori AMD Athlon XP 2800+ 4. Presso il Livermore national Laboratory [Collaborazione con M. Kalos] Cluster linux con 4096 cpus xeon P4 a 3Ghz 5. Presso Il Dipartimento di Fisica "Galileo Galieli" UniPD Cluster linux con 24 cpus (xeon P4 a 3Ghz) Teoria, simulazione e progetto assistito dal calcolatore di materiali nanostrutturati

Progetto: Nanoscienze e nanotecnologie Dipartimento: Materiali e Dispositivi Responsabile: Baroni Stefano

Risultati conseguiti 1) caratterizzazione degli step di reazioni chimiche quali: deidrogenazione di CH4, formazione di CH3OH a partire da CH4 ed O2, adsorbimento ed epossidazione di C2H2, ossidazione di CO, catalizzate da metalli di transizione (Rh, Ag, Ni) o mediate da superfici di ossidi ceramici (CeO2, ZrO2); 2) caratterizzazione delle nanostrutture organiche formate da tioli e acidi benzoici su superfici metalliche; 3) descrizione del magnetismo di nanomagneti molecolari quali i bis-ftalocianinati di terre rare, delle interfacce tra metalli magnetici, e dei nanofili; 4) caratterizzazione di nanostrutture modello con caratteristica di semi-metallicità e studio della diffusione di metalli su nanotubi di carbonio; 5) descrizione della polarizzazione microscopica in ossidi; 6) calcolo della conduttanza balistica in nanofili; 7) descrizione dell'attrito tra pneumatico e asfalto bagnato, tra molecole isomere, tra molecole e superfici solide; 8) messa a punto di un metodo innovativo per la simulazione delle proprietà ottiche di nano-sistemi con la teoria TDDFT.

Un gruppo di teoria e simulazione numerica della materia è stato costituito presso il laboratorio di luce di sincrotrone ELETTRA. Prodotti della ricerca (2006)

Principali collaborazioni Università di Trieste, SISSA (Trieste), Laboratorio TASC CNR-INFM (Trieste), Laboratorio ELETTRA (Trieste), CNR-ITAE (Messina), Max-Planck-Institut FKF (Stuttgart), CRS-S3 (Modena), ICTP (Trieste), Uni. Firenze, University College London, Uni. Milano, Politecnico di Milano, Unità Nuovi Materiali dell'ENEA, Princeton University, University of Tokyo, AIST-NEDO (Tsukuba), Uni. Stoccolma, University of Buenos Aires, University of Minnesota, Università dell'Aquila, Laboratorio MDM (Agrate Brianza), Université Pierre et Marie Curie (Parigi), Massachusetts Institute of Technology, University of California at Davis, Ecole Polytechnique Fédérale de Lausanne, JNCASR (Bangalore, India), University of Minnesota. EPR straniere: ONR (Office of Naval Research) – First principle theory of ferroelectricity




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21 0 0 0 0 0 0 21 Principali risorse strumentali utilizzate 1.presso la SISSA di Trieste: cluster Linux Cerbero. Si tratta di un cluster linux di circa 200 cpus. La piattaforma è composta da diversi tipi di CPU (Opteron AMD a 64bit in configurazione dual e single core e Intel a 64 bit). Un sottoinsieme di nodi è connesso con rete veloce myrinet ed è particolarmente adatto per codici paralleli "thightly coupled". 2.presso il Cineca di Bologna: si sono principalmente utilizzate il supercomputer IBM SP5 a 512 processori (modello P5) e il cluster linux IBM denominato "clx" formato da 750 CPus Intel Xeon P4 a 3Ghz interconnesse con rete veloce myirinet. La messa a disposizione e l'utilizzo di risorse computazionali presso il cineca e' garantito dalla convenzione stipulata tra la SISSA, il centro DEMOCRITOS ed il CINECA. 3. presso il laboratorio ELETTRA: Briareo un cluster dotato di 58 CPUs P3 1.4Ghz interconnesse con rete myrinet. La piattaforma anche se obsoleta nelle CPU, grazie alla sua rete ad alta velocità riesce ancora ad essere efficiente su codici "tightly coupled" e quindi a fornire una discreta potenza di calcolo.


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Modelizzazione molecolare di sistemi biologici

Progetto: Nanoscienze e nanotecnologie Dipartimento: Materiali e Dispositivi Responsabile: Carloni Paolo

Risultati conseguiti In questo anno abbiamo caratterizzato il meccanismo di riconoscimento molecolare di un potente farmaco antitumorale come l'antramicina che si lega covalentemente al DNA. Inoltre sono stati individuati i potenziali fattori responsabili della resistenza che le cellule tumorali sviluppano verso farmaci contenenti platino. In questo studio un ruolo di fondamentale importanza e' stato attribuito alla flessibilita' del minor groove del DNA. Uno studio dettagliato delle proprieta' dinamiche e strutturali e dello stato di protonazione e' stato effettuato per due enzimi metallici contenenti Zn e farmacologicamente rilevanti come la metallo-beta-lattamasi CphA e il fattore letale dell'antrace. Infine sono stati individuati i meccanismi molecolari che permettono a due proteine redox di fondamentale importanza biologica come il blu di rame (azzurrina) e la rubredossina di funzionare in maniera estremamente efficiente. Prodotti della ricerca (2006)

Principali collaborazioni Tutti i progetti di ricerca sopra elencati sono svolti in stretta collaborazione con gruppi di ricerca nazionali od internazionali: Prof. J. Reedijk Leiden University, Paesi Bassi Prof. A. Vila University of Rosario, Argentina. Prof U. Rothlisberger, EPFL, Lausanne, Svizzera. Dr. A. Pastore, National Institute for Medical Research, Londra. Prof. G. Sava Universita' di Trieste Prof S. Gustincich SISSA, Trieste Dr. F. Persichetti, SISSA, Trieste Prof. P Ruggerone, Universita' di Cagliari.




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5 0 0 0 0 0 0 5 Principali risorse strumentali utilizzate Per effettuare i nostri calcoli sono state utilizzate circa 200,000 CPU hrs prevalentemente su IBM sp5 (e su altri cluster linux) al CINECA di Bologna. Sono state inoltre utilizzate circa 15 workstations linux dual processors. Nanotecnologie applicate a semiconduttori, ossidi e isolanti

Progetto: Nanoscienze e nanotecnologie Dipartimento: Materiali e Dispositivi Responsabile: Passaseo Adriana

Risultati conseguiti - Laser a quantum dot operanti a 1.3 mm per applicazioni telecom con guadagno record di 42 cm-1 per 6 layer di quantum dot di InAs/InGaAs, operanti a temperature di oltre 120 °C dallo stato fondamentale ed in modulazione diretta sino a 10 Gbit/sec. - nanocavità a cristallo fotonico a simmetria circolare a quantum dot con Q-factor superiore a 2000 - Transistor ad alta mobilità a base di GaN/AlGaN con gate sub-micrometrico con mobilità di 2000 cm2/Vs, tensioni breakdown di 200V e potenze di oltre 5W/mm su substrati in zaffiro. - generazione di seconda armonica ad alta efficienza in multistrati AlN/GaN epitassiali - dispositivi piezoelettrici a base di nitruro di alluminio sintetizzato per sputtering. Sono stati realizzati dispositivi SAW e BAW operanti a frequenze superiori al GHz e con coefficienti di accoppiamento elettromeccanico allo stato dell'arte. - LED ibridi organico/inorganico a microcavità verticale con Q-factor record (>200) ottenuti per litografia imprint - incremento dell'efficienza di emissione di nanocristalli colloidali di un fattore 30 mediante metal enhancement fluorescence (MEF) su substrati metallici nanostrutturati Prodotti della ricerca (2006)

Principali collaborazioni Principali collaborazioni: Università di Tokio (Giappone), Università di Albuquerque (USA), Virginia Commonwealth University (USA), THALES (Fr), Università di Montpellier (Fr), Università di Roma "Tor Vergata", Università di Roma "La Sapienza", Università di Modena, Politecnico di Bari, Politecnico di Milano, ISOM (Politecnico di Madrid, Spagna). Collaborazioni nell'ambito di progetti MIUR: FAR 297/99 - 'Nanotecnologie e Materiali Optoelettronici per applicazioni telecom' (partner AGILENT) - 'Sviluppo di filtri di radiofrequenza basati su materiali e architetture innovativi per comunicazioni wireless' (partner STMICROELECTRONICS) Privati: G. Gambetti Kenologia srl


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Avio SPA - SELEX S.I. (Finmeccanica). Fondazione Carige: contributo per l'organizzazione del workshop tematico "GROWTH AND EVOLUTION OF SELF-ORGANIZED SEMICONDUCTOR NANOSTRUCTURES"




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0 0 0 0 0 0 0 0 Principali risorse strumentali utilizzate Per lo svolgimento delle attività previste sono disponibili le seguenti apparecchiature: • 200 metri quadri di clean room in classe 1000 e parte in classe 100 • Sistema di crescita epitassiale MOCVD equipaggiato con 2 camere di reazione, per la crescita di composti III/V e III-N · Sistema di crescita epitassiale MBE per la crescita di composti III/V · Sistema di deposizione via Magnetron Sputtering per la sintesi di Nitruri · Sistema di evaporazione a fascio elettronico per la deposizione di ossidi e metalli · Evaporatore termico per contatti metallici · ICP-RIE (Inductive coupled plasma) clorine based per etching profondo di materiali semiconduttori · ICP-RIE fluorine based per etching profondo di ossidi e materiali vetrosi • 2 sistemi EBL (Electron Beam Lithography) per litografie con risoluzione nanometrica · Sistema di litografia ottica dotato sistema di backside alignment con 500 nm di risoluzione · Microscopio confocale · Setup per misure di trasporto elettrico · Setup per misure ottiche in guida d'onda · Spettroscopia ottica UV-Vis-IR e spettroscopia ottica risolta in tempo E' inoltre disponibile tutta la strumentazione accessoria per la fabbricazione di dispositivi. Strumentazione esterna: Diffrattometro a raggi X Microscopia elettronica in trasmissione ad alta risoluzione. Valorizzazione e promozione della ricerca

Progetto: Nanoscienze e nanotecnologie Dipartimento: Materiali e Dispositivi Responsabile: BATTAGLIA CRISTINA

Risultati conseguiti I risultati prodotti dalle attività avviate nell'ambito della commessa riguardano il consolidamento di collaborazioni già avviate in passato e l'incremento nel numero di rapporti con soggetti esterni

pubblici e privati. Questi risultati si riscontrano nell'ambito delle tematiche di valorizzazione delle tecnologie e della diffusione della cultura scientifica. A titolo di esempio, l'attività di tutela e valorizzazione della proprietà intellettuale è un'importante fonte di collaborazioni industriali sotto forma di cessioni di licenze di brevetto: sono attive licenze con Tethis s.r.l., VitrumLux s.r.l., Quanticom Solution s.r.l., Columbus Superconductors s.p.a., Scuola Normale di Pisa. Il trend è positivo anche per gli accordi commerciali aventi ad oggetto l'offerta di servizi di consulenza per la messa a punto di procedure per la gestione e valorizzazione di attività di trasferimento tecnologico (es.: Sincrotrone Trieste, E-Magine it S.r.l.) Le iniziative di divulgazione scientifica hanno contribuito ad incrementare la realizzazione di progetti in collaborazione con realtà scolastiche e associazioni culturali (es.: Chris Cappel College e Elementi s.r.l.) Prodotti della ricerca (2006)

Principali collaborazioni Tra le numerose collaborazioni attivate nel corso degli anni sia a livello nazionale sia a livello internazionale ci limitiamo a segnalare quelle attualmente attive: Network europei Proton e Unite, Sincrotrone Trieste s.c.p.a., Scuola Superiore Sant'Anna, Politecnico di Milano, LUISS, Fondazione Rosselli, Politecnico di Torino, Istituto Nazionale di Astrofisica, Istituto Italiano di Tecnologia, Università Federico II di Napoli, Università di Genova, Universtià di Bari, Ufficio Scolastico Regionale per la Liguria, Università di Catania (progetto Città della Scienza), Associazione Festival della Scienza, Associazioni di giornalisti "Zadig- Roma" e "Evariste Galois". Rete europea ed extra-europea di scuole. Ambasciata Italiana in Cina, Beijin Acc. of Science (Pechino), Infmedia s.r.l., European Physical Society, Ediciones del Laberinto (Madrid), ScienceWords (Londra),Techniški Muzej Slovenije (Lubiana). Collaborazioni nell'ambito di progetti MIUR: FIRB BANDO 2003 'Un approccio multidimensionale al trasferimento tecnologico per più efficaci modelli organizzativi' Collaborazioni nell'ambito di progetti UE: STREP (VI PQ) 'European Science Festival (ESCIENTIAL)' Privati: E-Magine IT - Attività di: supporto per azioni di tutela e gestione della proprietà intellettuale; supporto nella negoziazione e redazione di accordi commerciali; supporto nella predisposizione di richieste di finanziamento a valere su bandi regionali, nazionali ed europei. messa a disposizione degli spazi per uso ufficio e/o laboratorio localizzati nel comprensorio del CNR-INFM in Genova. Sincrotrone Trieste S.c.p.a. - Attivita' di assistenza e supporto nella definizione di procedure interne per la gestione e la valorizzazione della proprietà intellettuale; assistenza nella definizione delle procedure per la valorizzazione dei risultati scientifici e tecnologici ottenuti nell'ambito dei progetti di Elettra; assistenza nella definizione di procedure relative alle collaborazioni industriali attraverso la redazione di modelli di contratti e assistenza alla negoziazione. Associazione Elementi - Laboratorio di cultura urbana sostenibile - Esecuzione di attività finalizzate alla realizzazione del laboratorio "L'energia e le sue trasformazioni" EPR: INAF - Istituto Nazionale di Astrofisica - Comune programma di collaborazione per favorire il trasferimento di tecnologie e competenze verso il mondo imprenditoriale e dei servizi Università:


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Università di Bari - Realizzazione e fornitura di exhibit per il progetto Cittadella Mediterranea della Scienza Liceo Classico Chris Cappel College - Collaborazione nell'ambito del progetto "100 classi" per la divulgazione della cultura scientifica




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0 0 0 0 0 0 0 0 Principali risorse strumentali utilizzate Effetti di coerenza e superfluidità nei gas bononici e fermionici

Progetto: Sistemi ottici e quantistici con fotoni e atomi ultrafreddi Dipartimento: Materiali e Dispositivi Responsabile: Dalfovo Franco

Risultati conseguiti Le attività recenti del gruppo di Trento hanno portato a risultati importanti nelle seguenti linee di ricerca: gas quantistici in rotazione; gas quantistici in bassa dimensionalità; eccitazioni nei condensati di Bose-Einstein; gas ultrafreddi in reticoli ottici; ottica quantistica e applicazioni in fisica dello stato solido; fermioni ultrafreddi; simulazioni numeriche di gas quantistici; quantum information e interferometria con atomi ultrafreddi; forze di Casimir-Polder. Nel 2006 sono stati sottomessi 78 articoli, e tra questi, 12 Physical Review Letters. Gli articoli pubblicati dal gruppo di Trento negli ultimi dieci anni hanno finora ottenuto più di 5000 citazioni (dati ISI-Thomson). Prodotti della ricerca (2006)

Principali collaborazioni Le attività svolte nel 2006 includono collaborazioni con studiosi di vari centri nazionali e inetrnazionali. Tra questi: LENS (Firenze), ENS (Paris), JILA and University of Colorado (Boulder), University of Innsbruck, University of Heidelberg, Los Alamos National Laboratory, Universitat Politecnica de Catalunya (Barcelona), Institut de Ciences Fotoniques (Barcelona), Scuola Normale Superiore (Pisa), Technische Universitaet Muenchen (Garching), Université Paris-Sud, TFVS Universiteit Antwerpen, Kapitza Institut for Physical Problems (Moskow), Institut d'Optique CNRS


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Orsay (Paris), Universidade de Lisboa, University of Texas (Austin), CUNY Staten Island (New York), gruppo di fotonica dell'Università di Trento. Collaborazioni nell'ambito di progetti UE: - Integrated Project (VI PQ) 'Scalable Quantum Computing with Light and Atoms' - Marie Curie (VI PQ) 'Quantum Optics for Quantum Information Processing' Enti pubblici: Provincia Autonoma di Trento (PAT). Sostegno alle attività ed ai programmi scientifici del Centro di Ricerca e Sviluppo INFM-BEC di Trento.




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0 0 0 0 0 0 0 0 Principali risorse strumentali utilizzate Trattandosi di ricerche teoriche, non necessitano di grosse strumentazioni. Le spese di strumentazione maggiori riguardano l'hardware necessario al calcolo numerico. Oltre ai PC a disposizione dei ricercatori, viene utilizzato un cluster di PC recentemente acquisito dal dipartimento di fisica dell'Università di Trento, alla cui gestione e manutenzione concorre anche il centro BEC e risorse esterne accessibili tramite programmi di collaborazione scientifica. Manipolazione ottica e magnetica di gas degeneri: nuovi materaili e dispositivi

Progetto: Sistemi ottici e quantistici con fotoni e atomi ultrafreddi Dipartimento: Materiali e Dispositivi Responsabile: Minardi Francesco

Risultati conseguiti L'attività sperimentale ha prodotto: oscillazioni di Bloch di lunga durata con atomi ultrafreddi in potenziali periodici, le prime evidenze di molecole eteronucleari degeneri, la produzione di una miscele degenere K/Rb, condensati in potenziali disordinati ottenuti mediante reticoli di passo incommensurabile. Prodotti della ricerca (2006)


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Principali collaborazioni Sono attive collaborazioni con: gruppo teorico del CRS-BEC ed Università di Trento, JILA and University of Colorado (Boulder), NIST (Gaithersburg, MD), Université de Rennes, Max Planck Institut (Dresden), University of Nottingham, Università di Firenze, Università di Catania, Istituto di Ottica Applicata (INOA), Istituto Nazionale di Fisica Nucleare (INFN).




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0 0 0 0 0 0 0 0 Principali risorse strumentali utilizzate Gli esperimenti di atomi ultrafreddi e degeneri richiedono risorse allo stato dell'arte soprattutto per quanto concerne sorgenti laser di alta potenza e stabilità, apparecchiature elettro-ottiche ed elettroniche a basso rumore. Tali risorse strumentali sono solo in minima parte proprietà del CNR-INFM in quanto il fondo di dotazione della commessa (28 kEuro) è esiguo. Nel corso del 2006, è stato soltanto possbile acquisire uno strumento del valore di 22 kEuro per la generazione di micro-onde e radio-frequenze. La strumentazione del modulo è assicurata in larga parte da altri organismi quali il LENS, i Dipartimenti di Fisica di Firenze e Pisa, l'INFN. Comprende: lasers allo stato dell'arte, ad alta stabilità e potenza, camere CCD per l'acquisizione di immagini, strumenti per la generazione e la misura di radio-frequenze e micro-onde, generatori di corrente/tensione stabilizzati, dispositivi elettro-ottici. Matrici di sensori a base di materiali nanostrutturati di ossidi metallici (MOX), semiconduttori organici e loro miscele per applicazioni ambientali, alimentari e biomediche

Progetto: Sensori e microsistemi Dipartimento: Materiali e Dispositivi Responsabile: Sberveglieri Giorgio

Risultati conseguiti La principale attività presso SENSOR si è rivolta allo studio, alla preparazione e alla caratterizzazionea di film sottili, film organici ma soprattutto nanowires / nanobelts monocristallini di ossidi metallici semiconduttori. Una nuova linea di ricerca è stata sviluppata con successo e riguarda i biosensori per la rilevazione di DNA senza l'ausilio di marcatori, con elevata sensibilità, e con buona selettività, per fornire le basi di una rivelazione di DNA molteplice, integrata, e ad elevata capacità di trattamento per controlli genetici estesi, rilevazione di pericoli biologici e per sicurezza alimentare. Si è contunato con l'analisi statistica dei dati, per il SOE e per la bioinformatica.

Sono state messe a punto nuove metodologie di crescita di film sottili tramite sputtering deposition e di crescita di nanostrutture quasi-unidimensionali dai processo VLS e VS. Per la prima volta è stato possibile realizzare sensori ottici a PL utlizzando i nanowire di MOX e in particolare lo ZnO. CASTI nel progetto europeo MULTIPROTECT ha svolto lo studio sperimentale e teorico per la realizzazione di coatings ibridi nanostratificati con nanoparticelle. Prodotti della ricerca (2006)

Principali collaborazioni University of Manchester, Manchetser, UK Semiconductor Physics Institute, Vilnius, Lithuania Kaunas Medical University Hospital, Kaunas, Lithuania Biodiversity SPA, Brescia, Italy Umwelt-Systemtechnik GmbH, Gera, Germany South Manchester University Hospitals Trust, Manchester, UK Istituto Superiore sui Sistemi Territoriali per l'Innovazione (SiTI), Torino Politecnico di Torino, Dipartimento di Scienza dei Materiali ed Ingegneria Chimica, Torino Istituto Superiore Mario Boella, Torino Multidisciplinar Institute for Development Research and Applications (MIDRA), Firenze Valsala- Helsinki Finland EADS, Munich, Germany Consiglio Nazionale delle Ricerche Istituto per la Microelettronica ed i Microsistemi, Lecce EME, Universitat de Barcelona, Spain Fraunhofer IPM, Freiburg Germany LEPMI-ENSEEG, Grenoble, France FAE, Barcelona, Spain SACMI, Imola, Italia Lisa, Reggio Emilia, Italia INFN, Laboratori di Legnaro, Italia Collaborazioni nell'ambito di progetti di Altri Ministeri: Ministero Economia e Finanze 'Tecnologie e innovazione per il Mezzogiorno' Collaborazioni nell'ambito di progetti UE: STREP (VI PQ) -'Advanced environmetally friendly multifunctional corrosion protection by nanotechnology' -'Mobile system for non invasive wound state monitoring (WOUNDMONITOR)' -'Nano-structured solid-state gas sensors with superior performances' Integrated project -'Advanced environmentally friendly multifunctional corrosion protection by nanotechnology - MULTIPROTECT' (Coordinatore: Institut fuer Neue Materialien gem-GmbH, D) Privati: Chimet spa Delta OHM srl Perer srl


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0 0 0 0 0 0 0 0 Principali risorse strumentali utilizzate Le risorse utilizzate per la ricerca sono stati molteplici, tra cui per la preparazione degli strati sensibili ai gas degli impianti di sputtering e sistemi di evaporazione in forni tubolari per la preparazione di nanofili e nanocinture. Per la caratterizzazione morfologica invece sono stati utilizzati dei microscopi a scansione elettronica e a forza atomica, in dotazione a SENSOR + CASTI , per la caratterizzazione strutturale si è utilizzato il microscopio elettronico in trasmissione esistente al CNR IMM di Bologna, per la caratterizzazione composizionale si sono utilizzati Energy Dispersive X-ray Spectroscopy e Rutherford Back Scattering. Per lo sviluppo del dispositivo finale si sono utilizzati strumenti di SENSOR + CASTI e precisamente: sistemi di sputtering per la contattatura elettrica del film sensibile e per la deposizione del riscaldatore metallico che serve a portare il dispositivo alla temperatura di lavoro ottimale per il sensore, saldatrici a parallel gap e termosoniche per preparare il dispositivo finale su case standard . Fisica dei materiali nanostrutturati per sensoti di gas

Progetto: Sensori e microsistemi Dipartimento: Materiali e Dispositivi Responsabile: Maddalena Pasqualino

Risultati conseguiti Sono state condotte misure di fotoluminescenza stazionaria e risolta in tempo su ossidi metallici nanostrutturati (nanobelt). E' stato messo a punto l'apparato sperimentale per spettroscopia di seconda armonica di superficie: sono stati ottenuti primi risultati su film sottili di nitruri di silicio amorfo idrogenato, che mettono in evidenza i picchi di assorbimento dovuti alla presenza di dangling bond del silicio. Sono state analizzate le proprietà ottiche nonlineari di microcavità di nitruri di silicio amorfo idrogenato. Sono stati caratterizzati otticamente, mediante misure di spettrofotometria, film sottili di silicio microcristallino depositato mediante PECVD. E' stato condotto un accurato studio numerico sulle energie di formazione delle vacanze di ossigeno in prossimità della superficie 110 di SnO2 e TiO2. Sono state calcolate le variazioni di funzione lavoro al variare della posizione della vacanza. I risultati mostrano che anche le vacanze sotto superficie hanno un ruolo importante per la funzione lavoro e, in definitiva, per la interazione con l'ambiente esterno. Prodotti della ricerca (2006)


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Principali collaborazioni Le attività teoriche e sperimentali sono state condotte in collaborazione con gruppi dell' ENEA di Portici (NA) (G. Di Francia) e IMM-CNR (NA) (I. Rendina), con l'Univ. di Brescia (G. Sberveglieri) e con il Dipartimento di Fisica del Politecnico di Torino (F. Giorgis). A livello internazionale è stata avviata una collaborazione con l'Università di Antwerpen (Belgio). E' stata avviata una collaborazione con l'Università di Troyes (Francia) nell'ambito del Programma Socrates/Erasmus sulla applicazione di tecniche SNOM alla caratterizzazione ottica nonlineare di materiali. Sono state avviate collaborazioni con il MIT e l'Università di Chicago su tematiche riguardanti i metodi di calcolo su basi localizzate e con l'Università di Lille per le proprietà ottiche delle nanostrutture. Sono in atto collaborazioni con partner industriali nell'ambito di progetti di ricerca sullo sviluppo di sensori innovativi di gas. Collaborazioni nell'ambito di progetti MIUR: FAR 297/99 Nuovo sistema integrato per l'analisi della qualità dell'ambiente per aree indoor e outdoor di interesse artistico e/o storico (QUALAMARTIST)'




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6 0 0 0 0 0 0 6 Principali risorse strumentali utilizzate -Spettrofotometri UV-Vis-NIR e FT-IR -Laser Nd:YAG mode-locked + OPG + DFG (intervallo spettrale .7-16 micron) -Laser Nd:YAG Q-switched + OPO -Laser He:Cd e Ar+ c.w. (100 e 200 mW di potenza di uscita, rispettivamente) -Streak camera (2 ps di risoluzione temporale) -Sistema per misure di fotoluminescenza in emissione -Sistema multiprocessore di calcolo parallelo -Monocromatori -Celle portacampione termostatate (80-700 K) -Sistema di distribuzione gas ultrapuri (8 linee) Soft Materials nano strutturati per fotonica, modelli teorici, tecniche ottiche di dispositivi e sistemi per applicazioni

Progetto: Sviluppo e applicazione di materiali organici e colloidali Dipartimento: Materiali e Dispositivi Responsabile: Mazzulla Alfredo

Risultati conseguiti Ologrammi di polarizzazione in film sottili per reticoli di diffrazione ad alta efficienza in cristalli liquidi (APL 89 121105). Elementi diffrattivi di nuova concezione per applicazioni polarimetriche (Appl. Opt. 45 3929) e prototipo di spettrometro per misurare il dicroismo circolare. Laser organici mirrorless a bassa soglia: fotocontrollo reversibile della lunghezza d'onda da un singolo dispositivo a cristalli liquidi nematici chirali (Adv. Mater., in stampa). Emissione laser da cristalli liquidi nematici in regime di guida d'onda (APL 89 031114). Inoltre, i POLYCRIPS, costituiti da strati di cristallo liquido intervallati da strati di polimero, si prestano alla realizzazione di array di microlaser (Opt. Expr. 14 2695). Sviluppi nello studio del random lasing (APL 89 121109; Opt. Expr. vol.14 issue 17, 7737) e nella propagazione e caratterizzazione di solitoni spaziali (Opt. Expr. 14 5548). Prodotti della ricerca (2006)

Principali collaborazioni Collaborazioni nell'ambito di progetti MIUR: FIRB BANDO 2001 'Realizzazione di microsistemi mediante tecniche di micro e nanofabbricazione per il rilascio in situ di farmaci' PON 2000-2006 - POR CAMPANIA 'Realizzazione del Centro Regionale di Competenza "Analisi e monitoraggio del rischio ambientale"' Privati: Magi Comunicazione srl Università: Università della Calabria: Dip. di Fisica, Dip. di Chimica, Centro di Eccellenza CEMIF.CAL, Rende Prof. A. D'Alessandro Dip. Ingn. Elettron., Università La Sapienza, Roma Prof. G .Abbate Dip. Scienza Fisiche, Università Federico II, Napoli Prof. G. Assanto Dept Elect Engn, NooEL Nonlinear Opt & OptoElect Lab, Univ. Roma Tor Vergata, Roma Dott. S. Palto Russian Acad Sci, AV Shubnikov Crystallog Inst, Moscow (Russia) FLCMRC, Boulder, CO 80309 Univ. Colorado, USA Dept Elect Engn, NooEL Nonlinear Opt & OptoElect Lab, Univ. Roma Tor Vergata, Roma Prof. G. Chilaya Georgian Acad Sci, Inst Cybernet, Tbilisi, GE-380060 Rep of Georgia CaLCTec S.r.l., Cosenza (Società Spin-Off).




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0 0 0 0 0 0 0 0 Principali risorse strumentali utilizzate • Large Facility: Class 100 Clean Room attrezzata con: 2 sistemi di evaporazione sotto vuoto (di cui uno a sorgente quadrupla), 1 glove box 3 cappe a flusso laminare 1 rubbing machine, 2 spin-coater, 1 dip-coater, 1 vasca di Langmuir, 3 hot-plates 1 spettro-fotometro attrezzatura per micro-fotolitografia 1 sistema di vuoto per riempimento celle (film, strutture porose ecc.) 3 sistemi AFM-STM-SNOM • Laboratorio di microscopia elettronica dotato di SEM e TEM • Microscopi ottici a luce polarizzata con sistema micro-fotometrico • Laser impulsato Q-switched a stato solido Nd:YAG mod. Continuum Surelite II • Laser in continua a gas ioni argo mod. Innova 90 Coherent • Laser impulsato Nd:YAG mod. Tempest 20 New Wave • Laser impulsato ad Azoto • Spettrometri a fibra ottica in trasmissione e riflessione • Profilometro • Strumentazione minore: Rivelatori ottici, Power meter, Oscilloscopi, generatori di segnale, multimetri digitali. Soft Matter e nanotecnologie per elettronica e di interesse biomedico e applicazioni tecnologiche correlate

Progetto: Sviluppo e applicazione di materiali organici e colloidali Dipartimento: Materiali e Dispositivi Responsabile: GIOCONDO MICHELE

Risultati conseguiti Nuove tecniche di misura di parametri ottici di materiali attraverso uso combinato di Ellissometria Spettroscopica e Spettroscopia Half Leaky Guided Mode (HLGM). Con questa tecnica si raggiunge un'accuratezza nella misura degli indici di livello confrontabile con quella della precisione, dell'ordine di 10-4 (In press on APL). Lasing da sistemi a feedback distribuito. In particolare da strutture liquido-cristalline chirali segregate in microcavità di polimero ottenute per olografia (Optic Express 14, 2695). Studio delle proprietà di ancoraggio di film nanometrici di PTFE su cristalli liquidi nematici. Preparazione di film di ossidi inorganici con tecniche sol-gel e loro caratterizzazione per mezzo di spettroscopia Raman. Simulazioni del comportamento di fluidi complessi, in particolare sull'evoluzione radiale e sulla persistenza a piccola scala della turbolenza del vento solare (PRL 96, 128501-1). Prodotti della ricerca (2006)


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Principali collaborazioni Collaborazioni nell'ambito di progetti MIUR: FIRB BANDO 2001 'Microstrutture e nano-strutture a base di carbonio' PON 2000-2006 – Avviso 68 'Realizzazione di un ipertesto multimediale di fisica generale e fisica della materia' MIUR DD1105 'Studio di materiali innovativi per lo sviluppo di strumentazione e dispositivi per l'optoelettronica e le telecomunicazioni' Collaborazioni nell'ambito di progetti UE: European Cooperation in the Field of Scientific and Technical Research, COST Action P8 "Materials and Systems for Optical data storage and processing" EPR italiane: CNR-IMM sez. di Napoli (strutture in silicio poroso per fotonica ed elettro-ottica) CRS COHERENTIA - Napoli EPR straniere: Cristallography Institute – Mosca (Russia) (materiali fotosensibili); Russian Academy of Science, Institute of Mechanical Problems, Mosca (Russia) (materiali auto-assemblanti); Istituto di Cibernetica, Tiblisi (Georgia) (sistemi guest-host CL-dye); CNRS, CEMES - Toulouse (F) (materiali auto-assemblanti); Privati: CaLCTec S.r.l., Cosenza (Società Spin-Off) (realizzazione prototipi/strumentazione) Università: Università della Calabria - Centro di Eccellenza CEMIF.CAL, Rende (CS) (materiali organici multilayered); Università Politecnica delle Marche - Dip. di Fisica & Ingegneria dei Materiali & Territorio, Ancona (materiali per optical storage); Università Federico II - Dip. di Scienze Fisiche, Napoli (misure spettroscopiche); Università di Roma "La Sapienza" - Dip. Ingegneria Elettronica, Roma (materiali auto-assemblanti) ; Università di Exeter - Scuola di Fisica, Exeter (GB) (misure spettroscopiche); Università del Colorado, Physics Dept., Boulder (USA) (materiali auto-assemblanti)




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Principali risorse strumentali utilizzate Large Facility: Class 100 Clean Room attrezzata con: 2 sistemi di evaporazione sotto vuoto (di cui uno a sorgente quadrupla), 1 glove box, 3 cappe a flusso laminare, 1 rubbing machine, 2 spin-coater, 1 dip-coater, 1 vasca di Langmuir, 3 hot-plates, 1 spettro-fotometro, attrezzatura per micro-fotolitografia, 1 sistema di vuoto per riempimento celle (film, strutture porose ecc.), 3 sistemi AFM-STM-SNOM Laboratorio di microscopia elettronica dotato di SEM e TEM Microscopi ottici a luce polarizzata con sistema micro-fotometrico Diffrattometro X Bruker Axs equipaggiato per grazing incidence diffraction e riflettometria. Ellissometro ottico Misuratore di angolo di contatto Sorgenti Laser Strumentazione minore: Rivelatori ottici, Power meter, Oscilloscopi, generatori di segnale, multimetri digitali. Film di materiali polimerici: effett di confinamento superficiale ed applicazioni

Progetto: Sviluppo e applicazione di materiali organici e colloidali Dipartimento: Materiali e Dispositivi Responsabile: ROLLA PIERANGELO

Risultati conseguiti I maggiori risultati sono stati ottenuti nello sviluppo di nuovi materiali: Film polimerici ad alta barriera all'ossigeno ottenuti con spray coating di nanoclay. Film polimerici flessibili nanostrutturati con proprietà ottiche nel visibile, sensibili all'orientamento ed alla deformazione meccanica. Nuovi materiali polimerici da fonti rinnovabili con proprietà termoplastiche modulate (Bioplast). Polarizzatori ottici lineari a base di polietilene e cromofori organici nanodispersi Film poliolefinico termoretraibile a migliorata barriera. E' stata inoltre sviluppata una tecnica originale per FFM operante nel modo di non-contatto (NC-FFM) basata su sensori piezoelettrici di tipo a tuning fork. E' questo un metodo nuovo per lo studio locale delle forze dissipative su materiali soffici che non sempre rispondono bene ad indagini AFM di contatto. Infine è stato portata a termine la costruzione di un prototipo per la pirolisi a microonde di scarti industriali. Prodotti della ricerca (2006)

Principali collaborazioni Collaborazioni nazionali principali: CNR-INFM CRS 'SOFT' di Roma, Università di Perugia, Università di Genova, Laboratorio LENS di Firenze, ICCOM-CNR Milano-Genova, Politecnico e Istituto Boella di Torino, Centro Italiano Packaging-Venezia. Collaborazioni internazionali: NRL Washington, Katowice -Silesian University Poland, Max Planck Mainz, Freiburg University, Waseda University Tokyo, University of Pittsbourgh, JILA Boulder Colorado, NIST Gaithersburg Maryland. Progetti e Commesse di Ricerca Progetti MIUR:


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FIRB BANDO 2003 'Nuovi materiali e film polimerici nanostrutturati per packaging flessibile, a ridotto impatto ambientale e con proprietà di risposta verso agenti chimici e fisici' Progetti UE: Marie Curie (VI PQ) 'Modulated Electrooptic Response Imaging Technique' STREP (VI PQ) 'Optical Lattices and Quantum Information' Privati: Conceria DA.MA.PEL s.n.c. EniTecnologie spa Eni Sieco spa ExtraSolution srl Italcave spa Conceria DOC Italian Leather Tannery S.r.l Cassa di Risparmio di Pisa MONTECO PIRELLI LABS CARTIERA ETRURIA MOEL




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0 0 0 0 0 0 0 0 Principali risorse strumentali utilizzate Analizzatori d'impedenza e di reti tra 10-5 Hz e 40 GHz per spettroscopia dielettrica. Spettrometri EPR di vario tipo e a varie frequenze. Generatori e applicatori a microonde di potenza. Vari microscopi a sonda: STM, AFM, SNOM, EFM. Sistemi di nanodeposizione e nanolitografia laser. GPC a bassa e alta temperatura Gas Cromatografo Autosystem Perkin Elmer NMR 400 Stato solido 400 e NMR 200 / 300 Vari spettrometri FT-IR Spettrometro ad assorbimento UV-visibile Spettrometro per fluorescenza da 300 a 2000 nm DSC, DMA,DMTA, TGA, Rheometer Haake Misuratore Angolo contatto Sistema per l'analisi del comportamento meccanico di microcampioni Analizzatori di permeabilità a ossigeno e acqua Estrusore per quantità limitate di fibre e piattine Spin Coater Miscelatori Brabender

Sviluppo e valorizzazione prototipi

Progetto: Sviluppo e applicazione di materiali organici e colloidali Dipartimento: Materiali e Dispositivi Responsabile: BARBERI RICCARDO

Risultati conseguiti 10 prototipi in via di sviluppo Prodotti della ricerca (2006)

Principali collaborazioni Prof. Guram Chilaya, Institute of Cybernetics, Euli str. 5, 0186 Tbilisi, Georgia. Prof. Charles Rosenblatt, Western Case Reserve University Cleveland, Ohio, USA Dr. L. Oriol, Quimica Organica Facultad de Ciencias-ICMA. Universidad de Zaragoza-CSIC, Spain Dr. E. D. Mishina, Moscow Institute of Radioengineering, Electronics and Automation, Russia Dr Marco Lombardo, Medico Oculista specialista di Chirurgia Rifrattiva, Università Magna Graecia di Catanzaro.




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0 0 0 0 0 0 0 0 Principali risorse strumentali utilizzate Il laboratorio LiCryL possiede le tecnologie di base per la realizzazione di prototipi nel campo dell'ottica, dell'elettro-ottica, della fotonica e della nanoscienza della soft matter. In particolare e' attrezzato oltre che con strumentazione avanzata per indagini ottiche (laser, banchi ottici, spettroscopi, rilevatori, …), elettro-ottiche (microscopi in luce polarizzata, elettronica di controllo e di acquisizione dati, fotomoltiplicatori, …) e di microscopia elettronica ed a sonda (AFM, EFM, SPM, SEM, TEM, …) anche con una camera bianca di classe 100 di oltre 200 mq contenente attrezzature avanzate per la deposizione e la caratterizzazione di film sottili di materiali inorganici e/o organici (spin coaters, vasca di Langmir-Blodgett, camere di deposizione sotto vuoto, …), per il trattamento di substrati conduttori (vetri, plastiche, …) e per la realizzazione di celle sottili nell'intervallo di spessori da 1 a 50 micron. Possono quindi essere realizzati campioni nel campo delle tecnologie dei cristalli liquidi, dei polimeri, dei film elettroluminescenti, delle deposizioni sottili multistrato come richiesto, per esempio, per le celle fotovoltaiche organiche.


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Applicazioni di potenza della Superconduttività

Progetto: Materiali, sistemi e dispositivi superconduttivi avanzati Dipartimento: Materiali e Dispositivi Responsabile: GRASSO GIOVANNI

Risultati conseguiti La superconduttività nei sistemi intermetallici (diboruro di Magnesio, ma anche A15 e Borocarburi dei metalli di transizione) ha riservato la notevole sorpresa dell'alta temperatura critica dell'MgB2 e la correlata natura a due gap della superconduttività in questo sistema (forse comune ai casi degli A15 e borocarburi). Dal punto di vista fondamentale, la presenza delle due distinte gap origina tutta una fenomenologia che deve essere ancora completamente studiata e compresa: in particolare merita attenzione l'effetto del disordine inter ed inta banda sui parametri critici. Dal punto di vista applicativo, Il Lamia ha dimostrato la possibilità della sua utilizzazione, in forma di nastro, per la realizzazione di grandi magneti a basso campo per applicazioni biomedicali. E' stata trasferita a Columbus Superconductors il know how per la realizzazione degli spezzoni da 1.5 Km necessari per la realizzazione dei magneti e le polveri di MgB2 utilizzate. In questo momento il primo magnete per MRI total body, fatto con tale tecnologia ha prodotto le prime immagini. I principali risultati ottenuti possono essere così riassunti: -Lo studio dell'effetto del disordine nei sistemi superconduttori a due bande sulle varie proprietà: Temperatura, campi e correnti critiche, resistività, magnetoresistività e conducibilità termica nello stato normale. -L'osservazione, per la prima volta nella letteratura internazionale, del passaggio da superconduttore a due gap a superconduttore a gap singola nel diboruro di Magnesio. -Il completamento del trasferimento del Know how sulla preparazione di cavi di lunghezza chilometrica allo spin off Columbus Superconductors. -La realizzazione, da parte di Ansaldo, con l'utilizzo di tale cavo del primo magnete per MRI medicale al mondo criogen free realizzato in diboruro di Magnesio. -La realizzazione da parte di Paramed delle prime immagini NMR medicali con tale magnete. -Non ultimo, si vorrebbe citare l'avvenuta trasformazione in SPA di Columbus, con aumento di capitale versato di 1.8M�, aumento di capitale sottoscritto per quote significative sia direttamente da CNR, sia da alcuni ricercatori della Commessa. Prodotti della ricerca (2006)

Principali collaborazioni I ricercatori del LAMIA collaborano con svariate industrie e centri di ricerca mondiali, con molti dei quali sono attivi progetti di ricerca pubblici e commerciali. Per tale attività è cruciale la collaborazione con industrie come Columbus Superconductors (spin-off del LAMIA), Ansaldo Superconduttori SpA, CESI SpA, Tratos Cavi SpA, con le quali si sviluppano superconduttori in MgB2 e prototipi di grande scala di dispositivi per applicazioni di potenza della superconduttività. Collaborazioni nell'ambito di progetti UE: STREP (VI PQ) -'Development of a bioartificial pancreas for type I diabetes therapy' -'Nano and micro-scale engineering of higher-performance MgB2 composite superconductors for macro-scale applications'


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7 0 0 0 0 0 0 7 Principali risorse strumentali utilizzate Si sono ampiamente utilizzati i laboratori di misura e criogenia presso il DIFI ( liquefattore dell'elio, criomagneti per misure di trasporto, magnetometri SQUID ecc)e presso il DCCI le attrezature del laboratorio di chimica ed il microscopio elettronico a trasmissione. Si è inoltre ampiamente utilizzato il SEM, i difrattometri X ed il laboratorio di metallografia del Lamia. Si è utilizzata infine i laboratori di chimica del LAMIA e la sua strumentazione per la deformazione meccanica. Materiali funzionali e dispositivi

Progetto: Materiali, sistemi e dispositivi superconduttivi avanzati Dipartimento: Materiali e Dispositivi Responsabile: Ferdeghini Carlo

Risultati conseguiti Nel corso di quest'anno abbiamo svolto diverse attivita' su tematiche relative alla realizzazione e allo studio del trasporto di nanodispositivi. Ci siamo occupati dei seguenti argomenti: 1) realizzazione ed analisi di valvole di spin planari basate su manganiti. 2) realizzazione ed analisi di dispositivi ad effetto di campo basati su ossidi di zinco. 3) Stadi di bordo e cariche frazionarie. Abbiamo studiato la corrente di particelle a carica frazionaria in una geometria Hall con un antidot. Il trasporto e' stato analizzato nel regime sequenziale con il calcolo delle fluttuazioni di corrente al secondo e terzo ordine. 4) Trasporto dipendente dallo spin in quantum dot laterali Abbiamo studiato il trasporto in un quantum dot planare. 5) Proprieta' di trasporto in sistemi nanoelettromeccanici Si e' studiato come effetti dissipativi si ripercuotano sulle proprieta' di trasporto di un sistema nanoelettromeccanico. Prodotti della ricerca (2006)


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Principali collaborazioni Collaborazioni: Università di Napoli, Università di Roma II Tor Vergata, DPMC- Université de Geneve CH; University of Augsburg D; University of Twente NL; Osaka University Japan; Max-Plank Institut Stuttgart D; Weizmann Institute Israel; University of Madrid E; University of Karlsruhe,D; University of Hamburg D; Chalmers University of Technology, Sweden; NTNU, Norway; Cambridge University UK. Collaborazioni nell'ambito di progetti MIUR: FIRB BANDO 2001 -'Microsistemi basati su materiali magnetici innovativi strutturati su scala nanoscopica' -'Microstrutture e nano-strutture a base di carbonio' Collaborazioni nell'ambito di progetti UE: Marie Curie (VI PQ) 'Fundamentals of Nanoelectronics' STREP (VI PQ) 'Novel Nanoscale Devices based on functional Oxide Interfaces' (Partners: University of Geneva (CH), University of Augsburg (D), Chalmers University of Technology (S), University of Twente (IMS-UT, NL), Cambridge University (UK), Norwegian University of Science and Technology (N), CrysTec (D)) EPR straniere: ESF – Self Assembly of Transition Metal Nanoclusters (SONS) Privati: Fondazione San Paolo e Fondazione Carige: contributi per il 'XIII congresso nazionale di superconduttività (SATT13)'




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Principali risorse strumentali utilizzate Si sono ampiamente utilizzati i laboratori di misura e criogenia presso il DIFI ( liquefattore dell'elio, criomagneti per misure di trasporto, magnetometri SQUID ecc)e presso il DCCI le attrezzature del laboratorio di chimica ed il microscopio elettronico a trasmissione. Si è inoltre ampiamente utilizzato il SEM, i difrattometri X ed il laboratorio di metallografia del Lamia. Si è utilizzato infine il laboratorio di deposizione di film sottili per ablazione laser del LAMIA. Strumentazione utilizzata dal Modulo: MD.P11.004.001 3 apparati di deposizione di film sottili pe laser ablation 1 apparato di deposizione di film per sputtering 1 microscopio STM a bassa temperatura per misure di spettroscopia elettronica 2 microscopi AFM 2 SQUID per misure di proprietà magnetiche vari criostati per misura proprietà di trasporto impianto di liquefazione di elio 2 diffrattometri a raggi X microscopio a scansione elettronica Strumentazione utilizzata dal Modulo: MD.P11.004.002 PC e workstations Studi su sistemi fermionici pesanti

Progetto: Materiali, sistemi e dispositivi superconduttivi avanzati Dipartimento: Materiali e Dispositivi Responsabile: PARMIGIANI FULVIO

Risultati conseguiti Si è riusciti a misurare la superficie di Fermi per le cobaltiti per diversi sistemi a differente drogaggio. In particolare è stato determinato il drogaggio elettronico effettivo per atomo di Co per i vari sistemi. Tramite spettroscopia di fotoemissione è stato possibile determinare la massa elettronica efficace che, essendo di 15-30 masse elettroniche pone questi sistemi a pieno diritto tra sistemi fermionici pesanti. Si è effettuato una serie di misure in dipendenza della temperatura per determinare se il comportamento di tali sistemi è compatibile con una descrizione del tipo "Fermi liquid". Sono state effettuate anche esperimenti di fotoemissione risonante al fine di studiare le configurazioni elettroniche della banda di valenza in funzione della temperatura. Per manganiti si continua l'attività di ricerca tramite spettroscopia di scattering inelastico, tali misure ci hanno già permesso di misurare transizioni d-d per manganiti. Per il germanato di rame CuGe1-xSixO3 si è riuscito a determinare sperimentalmente tramite spettroscopia RIXS una struttura che è stata interpretata come il picco di singoletto di Zhang-Rice. Prodotti della ricerca (2006)

Principali collaborazioni Collaborazioni su tecniche e sviluppo competenze: ARPES: Z.X. Shen, K. Shen, Y. Chen, T. Pardini – Stanford University (USA) Z. Hussain – ALS (USA) C. Fadley – UC Davis CA (USA)


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CRIOSTATO:J.P. Kappler, Ph. Sainctavit – IPCMS Strasbourg (France) (collaborazione ufficialmente terminata) SPETTROMETRO FLUORESCENZA D. Cocco, K.C. Prince, M. Matteucci – Sincrotrone Trieste (Italy) MICROSCOPIE M. Kiskinova, B. Kaulich – Sincrotrone Trieste (Italy) E. Di Fabrizio – TASC-INFM (Italy) RIXS Christof Woell Ruhr-Universitaet Bochum (Germany) Collaborazioni scientifiche: SILICIURI: D. Van der Marel, F. Carbone – Materials Science Center, Groningen (The Netherlands) MANGANITI L. Malavasi, G. Flor – Dept. of Chemistry and Physics, University of Pavia (Italy) FULLERENI A. Goldoni – Sincrotrone Trieste (Italy) COBALTATI V. Brouet Laboratoire de physique des Solides Université Paris-Sud,Orsay (France) RUTENATI: A. Damascelli University of British Columbia - Vancouver (Canada) Privati: Sincrotrone Trieste – Collaborazione Gruppo di Ricerca per la gestione della beamline BACH installata presso il sincrotrone di Trieste, ELETTRA.




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0 0 0 0 0 0 0 0 Principali risorse strumentali utilizzate Per la strumentatione viene per lo più utilizzata la beamline BACH con le sue due endstations, la beamline APE, le altre beamlines INFM. Accanto a questo i laboratori di supporto del TASC sono routinariamente usati per caratterizzazione e sviluppo di metodologie. Ulteriori collaborazioni molto forti esistono con I gruppi di misura e di supporto anche del Labratorio ELETTRA. Le misure di cui sopra sono state anche effettuate in facilities esterne quali SLS ed ALS. Ci sono fattive collaborazioni con gruppi di ricerca sia europei che extra europei nei campi scientifici citati. Interplay tra superconduttività e magnetismo

Progetto: Materiali, sistemi e dispositivi superconduttivi avanzati Dipartimento: Materiali e Dispositivi Responsabile: Noce Canio

Risultati conseguiti L'attività di ricerca della presente commessa ha portato nell'anno 2006 ai risultati più rilevanti, di seguito sintetizzati: Relativamente alla fabbricazione e caratterizzazione morfologica, composizionale e microstrutturale sono stati indagati sistemi come ossidi magnetici, quali ad esempio manganiti del tipo LaMnO3 ed eterostrutture tipo LCMO/YBCO/LCMO o LCMO/YBCO con diversi spessori della manganite e dell' YBCO. In relazione alle manganiti abbiamo determinato la temperatura di transizione metallo-isolante in film sottili di La0.7Ca0.3MnO3 e l'energia di attivazione in tri-layer La0.7Ca0.3MnO3/YBa2Cu3O7-x/ La0.7Ca0.3MnO3.Sono stati inoltre fabbricati cristalli singoli di ossidi di rutenio del tipo Sr2RuO4, Sr3Ru2O7 e Sr4Ru3O10, nonché campioni eutettici Sr2RuO4--Sr3Ru2O7 . Infine, tramite tunneling spectroscopy si è determinata la natura dello stato di pairing in RuSr2GdCu2O8. Per quanto riguarda invece lo studio teorico, si sono analizzate le proprietà spin-orbitali di ossidi di rutenio e la coesistenza di superconduttività e ferromagnetsismo in sistemi mesoscopici. Prodotti della ricerca (2006)

Principali collaborazioni S. Bergeret (Madrid); P. Horsch (Stuttgart); Y. Maeno (Kyoto); A. M. Olés (Crakow); J. Ranninger (Grenoble); M. Sigrist (Zurich); J. Van den Brink (Leiden); S. Goren (Beer-Sheva); E. Olsson (Goteborg); L. Marchese (Alessandria); H. Braun (Bayerouth) Collaborazioni nell'ambito di progetti MIUR: PON 2000-2006 – Avviso 68 'Realizzazione di un ipertesto multimediale di fisica generale e fisica della materia' Enti pubblici: Regione Campania – Progetto LR 28/05/02 n.5 'Stati superconduttivi in metalli ferromagnetici: meccanismi e topologia di fasi miste'




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Principali risorse strumentali utilizzate Analisi strutturale e morfologica : -Microscopio elettronico a scansione con EDS. -Diffrattometro per polveri. -Diffrattometro ad alta risoluzione a tre cerchi e basso angolo. Caratterizzazione dc ed rf di dispositivi e materiali superconduttori: -Gabbia schermato dalle radiofrequenze -Apparato di misura dc ed rf: 100 MHz-20 Ghz a basso rumore in ambiente criogenico Deposizione di film e multistrati di materiali perovskitici: -3 sistemi sputtering e sistema ion milling -Sistema di film di ossidi superconduttori per sputtering a catodi ruotanti. Deposizione di film superconduttori metallici per dispositivi: -Sistemi di deposizione di film metallici per sputtering, per cannone elettronico ed ion milling Fenomeni di trasporto in multistrati superconduttori: -Sistema di deposizione sputtering due catodi magnetron dc -Sistema di acquisizione dati per misure di trasporto di corrente in ambiente criogenico e campi magnetici fino a 11tesla. Fotolitografia ottica: -Spinner, Allineatore di maschere, Microscopio ottico. Proprietà magnetiche (DC ed AC) e misure di alte correnti: -Suscettività magnetica AC in ambiente criogenico -Magnetometro a campione vibrante (VSM) con magnete superconduttore da 16 Tesla, -Magnetometro a campione vibrante (VSM) con magnete superconduttore da 10 Tesla, Risonanza magnetico nucleare NMR: -Spettrometro NMR con Magnete superconduttore 7 tesla Sintesi e crescita di materiali superconduttori massivi: -2 forni orizzontali 1700ÚC, forno a muffola 1500ÚC -forno per crescita di cristalli singoli -termogravimetria e calorimetria differenziale Spettroscopia e Miscoscopia tunnel ed analisi di superfici: -Sistemi Scanning Tunnel Microscopy ( STM) ed Atomic Force Miscroscopy (AFM) -Sistema di acquisizione per misure di tunnel in ambiente criogenico; Liquefattore di elio: -Impianto di liquefazione di elio (Koch process 1410); ed impianto di recupero gas. Officina meccanica: -2 Torni orizzontali -Fresatrice. Officina elettronica: -Alimentatori, oscilloscopio con probes, generatori di funzioni, multimetri, pc Fenomeni di trasporto in materiali superconduttori

Progetto: Materiali, sistemi e dispositivi superconduttivi avanzati Dipartimento: Materiali e Dispositivi Responsabile: Attanasio Carmine

Risultati conseguiti E' stato effettuato uno studio delle proprietà magnetiche e di trasporto in film, in materiale massivo e in strutture stratificate artificiali superconduttive. Riguardo lo studio dello stato superconduttore in strutture stratificate sono state ottenute informazioni sulle cause che determinano la trasparenza dell'interfaccia in bilayer di Nb/PdNi nonché dell'influenza delle proprietà geometriche sul parametro d'ordine in multistrati Nb/Cu e

Nb/Pd. Sono state effettuati studi di spettroscopia tunnel mediante STM su cristalli di MgB2 drogati con alluminio utilizzando un metodo innovativo per la visualizzazione dei vortici. Per quello che riguarda l'attività di sviluppo di magneti superconduttori basati su diboruro di magnesio, svolta in collaborazione con CRIS-Ansaldo, sono state effettuate verifiche sperimentali delle proprietà di trasporto di corrente di nastri e cavi di origine diversa eseguite in funzione della temperatura e del campo magnetico. E' stato sviluppato un apparato sperimentale per misure di correnti critiche in nastri di MgB2 fino ad un massimo di almeno 100 A a temperatura costante nell'intervallo 15-30 K ed induzione magnetica massima di almeno 3 T. Prodotti della ricerca (2006)

Principali collaborazioni Jan Aarts, University of Leiden, Leiden, Paesi Bassi; Peter Kes, University of Leiden, Leiden, Paesi Bassi; Serghej Prischepa, BSUIR Minsk, Bielorussia; Alexander Lykov, Lebedev Institute, Mosca, Russia; Rene Flukiger, University of Geneva, Ginevra, Svizzera; B. Caplin, Imperial College, Londra, Regno Unito; Dimitri Roditchev, Parigi, Francia M. Aprili, CNRS Paris,Francia; A. Sidorenko, Academy of Sciences Kishinev, Moldova and University of Ausburg, Germania; Universita' di Cluj-Napoca, Romania; The Technical University of Denmark (Prof. N.F. Pedersen); University of Tel Aviv (Prof. B. Malomed), Argonne National Laboratory (Prof. J.F. Zasadzinski),Universidad del Valle (Prof. E. Baca). Collaborazioni nell'ambito di progetti MIUR: FIRB BANDO 2001 'Micro-sistemi basati su polimeri cristallini nanoporosi per il rilevamento nell'ambiente di inquinanti organici volatili' FAR 297/99 'Sviluppo di magneti superconduttori basati su diboruro di magnesio ', in collaborazione con CRIS-Ansaldo. Ente di ricerca italiano: ENEA - Misure di trasporto elettrico di nastri superconduttori ad alta temperatura critica a base YBa2Cu3O(7-x) depositato mediante metodi chimici Privati: Quanticom Solutions srl




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Principali risorse strumentali utilizzate Analisi strutturale e morfologica : -Microscopio elettronico a scansione con EDS. -Diffrattometro per polveri. -Diffrattometro ad alta risoluzione a tre cerchi e basso angolo. Caratterizzazione dc ed rf di dispositivi e materiali superconduttori: -Gabbia schermato dalle radiofrequenze -Apparato di misura dc ed rf: 100 MHz-20 Ghz a basso rumore in ambiente criogenico Deposizione di film e multistrati di materiali perovskitici: -3 sistemi sputtering e sistema ion milling -Sistema di film di ossidi superconduttori per sputtering a catodi ruotanti. Deposizione di film superconduttori metallici per dispositivi: -Sistemi di deposizione di film metallici per sputtering, per cannone elettronico ed ion milling Fenomeni di trasporto in multistrati superconduttori: -Sistema di deposizione sputtering due catodi magnetron dc -Sistema di acquisizione dati per misure di trasporto di corrente in ambiente criogenico e campi magnetici fino a 11tesla. Fotolitografia ottica: -Spinner, Allineatore di maschere, Microscopio ottico. Proprietà magnetiche (DC ed AC) e misure di alte correnti: -Suscettività magnetica AC in ambiente criogenico -Magnetometro a campione vibrante (VSM) con magnete superconduttore da 16 Tesla, -Magnetometro a campione vibrante (VSM) con magnete superconduttore da 10 Tesla, Risonanza magnetico nucleare NMR: -Spettrometro NMR con Magnete superconduttore 7 tesla Sintesi e crescita di materiali superconduttori massivi: -2 forni orizzontali 1700ÚC, forno a muffola 1500ÚC -forno per crescita di cristalli singoli -termogravimetria e calorimetria differenziale Spettroscopia e Miscoscopia tunnel ed analisi di superfici: -Sistemi Scanning Tunnel Microscopy ( STM) ed Atomic Force Miscroscopy (AFM) -Sistema di acquisizione per misure di tunnel in ambiente criogenico; Liquefattore di elio: -Impianto di liquefazione di elio (Koch process 1410); ed impianto di recupero gas. Officina meccanica: -2 Torni orizzontali -Fresatrice. Officina elettronica: -Alimentatori, oscilloscopio con probes, generatori di funzioni, multimetri, pc Deposizione e diagnostica di film sottili di materiali innovativi

Progetto: Materiali, sistemi e dispositivi superconduttivi avanzati Dipartimento: Materiali e Dispositivi Responsabile: Miletto Granozio Fabio

Risultati conseguiti Tra i risultati di particolare interesse, citiamo: -Realizzazione di campioni sottili ed ultrasottili di diverse manganiti e diversi cuprati con ottime proprietà di superconduttive/magnetiche, elevatissima qualità strutturale e superfici atomicamente piatte.

-La realizzazione di due tipi di dispositivi innovativi di tipo spintronico: a) basati sull'effetto spin-valve all'interfaccia di bilayer manganite/permally; b) basati sul controllo della dinamica di bordi di dominio magnetici in nanocostrizioni. -Un avanzamento di conoscenza sulle proprietà elettroniche e morfologiche di film epitassiali di SrTiO3 e TiO2 ridotti in ossigeno mediante opportuni trattamenti termici, grazie all'analisi in-situ mediante tecniche XPS, LEED ed STM. -La dimostrazione di effetti di anisotropia in film ultrasottili di manganiti legati al campo di strain generato dagli steps del substrato, e la transizione 3D -> 2D per spessori decrescenti. -La dimostrazione di come la natura della transizione metallo-isolante di film di manganiti cresciuti sotto strain compressivo può essere efficacemente analizzata studiandone gli effetti sugli spettri di XAS (misure in dicroismo) ed NMR. -La dimostrazione della possibilità di sondare mediante spettroscopia XAS le modifiche, in termini di grado di occupazione dei livelli elettronici, indotte dall'iniezione di portatori per effetto di campo in cuprati superconduttori. Prodotti della ricerca (2006)

Principali collaborazioni Oltre alle collaborazioni "istituzionali" con le altre commesse di CNR-INFM-Coherentia, ed a quelle ampiamente consolidate con CNR-INFM-LAMIA e CNR-ICIB, citiamo: • Dr. Joerg Zegenhagen, Beamline Scientist ID32 ESRF Grenoble France, diffrazione di duperficie • Prof. Lucio Braicovich, Dipartimento di Fisica Politecnico di Milano – ESRF Grenoble, Scattering risonante di raggi X • Ø. Fischer, DPMC University of Geneva, Analisi delle proprietà di film epitassiali • Dr. X. Torrelles, Instituto de Ciencia de Materiales in Barcelona , Diffrazione X ad incidenza radente • Davide Boschetto, Laboratoire d'Optique Appliquee (LOA), Ecole Polytechnique - ENSTA, Dinamiche ultraveloci in esperimenti pump-probe • Juan Carlos Campuzano, University of Illinois and Argonne National LABS, Spettrocopia ARPES • Roberto De Renzi, Università di Parma, Dipartimento di Fisica, Spettroscopia NMR. • Darrel G Schlom, Department of Materials Science and Engineering, Penn State University, crescita di film sottili per MBE • B. Freelon, Advanced Light Source, Lawrence Berkeley National Laboratory, spettroscopia di emissione ed assorbimento di raggi X Enti pubblici italiani: POR CAMPANIA: 'Nuove tecnologie per le attività produttive' Partecipazione al Centro Regionale di Competenza Nuove Tecnologie. Collaborazioni nell'ambito di progetti UE: Integrated Project (VI PQ) 'New Energy Externalities Development for Sustainability'




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9 0 0 0 0 0 0 9 Principali risorse strumentali utilizzate La commessa si avvale di una ampia e consolidata dotazione strumentale, come brevemente elencato nel seguito: - Napoli: Apparato multicamera di crescita e caratterizzazione di film sottili di ossidi (Modular facility for Oxide Deposition and Analysis - MODA) costituito da: una camera di deposizione PLD (deposizione laser pulsata) assistita da RHEED, dotata di camera ICCD per la caratterizzazione della piuma laser; camera di analisi con apparati XPS, UPS e SPA-LEED; camera UHV AFM/STM, camera di distribuzione e di caricamento rapido. - Napoli: Tre sistemi di deposizione di film di ossidi (manganiti, cuprati) per polverizzazine catodica (sputtering). - Salerno: Sistema di deposizione per Epitassia da Fasci Molecolari MBE (Molecular Beam Epitaxy) e PLD, assistita da RHEED. Il sistema è a tripla camera, due per deposizioni ed una di precarica e dotata di laser per intergrare le tecniche PLD ed MBE. - Roma: Due sistemi di deposizione PLD completo, di cui dotato di RHEED per la deposizione in regime di basse pressioni. - Roma - Due sistemi di deposizione PLD completo, di cui dotato di RHEED per la deposizione in regime di basse pressioni. La commessa dispone inoltre di: - due diffrattometri a raggi X; - vari sistemi di caratterizzazione delle proprietà di trasporto a temperatura variabile, anche in campo magnetico; - facilities di microlitografia e si avvale dell'accesso a facilities esterne presso sorgenti di luce di sincrotrone e di nanolitografia. Dispositivi superconduttori ed aspetti fondamentali della superconduttività sotto irraggiamento laser

Progetto: Materiali, sistemi e dispositivi superconduttivi avanzati Dipartimento: Materiali e Dispositivi Responsabile: Pepe Giovanni Piero

Risultati conseguiti Studio dei processi di rilassamento elettronici in strutture superconduttive prossimizzate del tipo Nb/NiCu sia per lo sviluppo di rivelatori ottici ultraveloci che per lo studio fondamentale dei fenomeni di nonequilibrio in presenza di effetto prossimità; Dispositivi spintronici superconduttivi su scala nanometrica sia di tipo GMR che spin-valve; Optoelettronica superconduttiva basata sulla realizzazione di JJs integrate con guide d'onda sol-gel ed accoppiate on chip con fibre ottiche; Studi fondamentali su dispositivi Josephson HTS avanzati per l'osservazione di comportamenti quantistici in JJs con parametro d'onda non convenzionale combinati con comportamento tunnel

quasi ideale, effetti di coerenza quantistica macroscopica (tunneling quantistico macroscopico e quantizzazione dei livelli energetici), tunneling quantistico di vortici ed effetti legati alla dinamica di questo processo, a transizioni di tipo Kosterlitz-Thouless, alla generazione spontanea di difetti topologici, alle fluttuazioni e transizione metallo-isolante; Analisi non distruttive con sensori superconduttivi SQUID su materiali innovativi compositi per studi fondamentali sulla nascita di delaminazioni. Prodotti della ricerca (2006)

Principali collaborazioni CNR Institute of Cybernetics, Naples: LTS JJs fabrication on electro-optical substrates (LiNbO3 and LiTaO3) and for junction modelling; Technical University of Denmark (Prof. N.F. Pedersen), Denmark, for Josephson junction electrodynamics and modelling; University of S. Luis de Potosi and South Caroline University USA (Prof. B. Ivlev), Mexico: nonequilibrium superconducitivty and quantum physics University of Twente NL (Prof. A. Golubov): nonequilibrium superconductivity and proximity effect in superconductor/ferromagnet hybrid heterosctructures and devices; University of Erlangen D (Prof. A. Ustinov): quantum escape measurements in Josephson escape measurements; CSNSM, Orsay, Paris F (Prof. M. Aprili): design and realization of three terminal devices employing superconductor/ferromagnetic structures. Collaborazioni nell'ambito di progetti UE: Research Training Networks (V PQ) 'Quantum complex system: entanglement and decoherence from nano to macro scales' RTD Projects (V PQ) 'Digital High-Tc SQUID sensor for non destructive evaluation in unshielded environment'




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Principali risorse strumentali utilizzate -Sistema di misura per effetto josephson fino a T=0.3K, completo di acquisizione di segnale ed analisi dei dati; -sistema per la caratterizzazione di dispositivi spintronici fino a T=2K; -Sistema di misura per spettroscopia risolta in tempo (100fs) per lo studio di rilassamenti elettronici sia in ampiezza che in fase -in fase di completamento-; -Sistema NDE basato su SQUIDs e sensori em convenzionali per analisi nondistruttive su materiali industriali; -facilities fotolitografiche risoluzioni ultime di 1micron e sistemi per wet e dry etching; -Sistemi UHV a magnetron sputtering per la deposizione difilm sottili superconduttivi sia a bassa che ad alta temperatura critica, metalli ed ossidi. MQT Electronics front-end: sistema misure di Macroscopic Quantum Tunnelling fino a T=0.3K, completo di acquisizione di segnale ed analisi dei dati; -Sistema di misura per spettroscopia risolta in tempo (<100fs) per lo studio di rilassamenti elettronici sia in ampiezza che in fase. Facilities fotolitografiche con risoluzione ultima di 1micron; -sistemi per wet e dry etching per la definizione delle geometrie; -sistemi UHV a magnetron sputtering (dc e rf) per la deposizione di film sottili superconduttivi, sia a bassa che ad alta temperatura critica, metalli ed ossidi superconduttivi. Aspetti fondamentali della fisica delle perovskiti

Progetto: Materiali, sistemi e dispositivi superconduttivi avanzati Dipartimento: Materiali e Dispositivi Responsabile: Marrucci Lorenzo

Risultati conseguiti Completati con successo svariati importanti studi spettroscopici su ossidi aventi la struttura cristallina dei perovskiti o derivata da questa, o su altri materiali fortemente correlati. Acquisiti i primi spettri Raman-coerenti di film di ossidi perovskiti conduttori (YBCO a doping "ottimale"), che evidenziano un contributo fononico ed uno elettronico, con interferenza tra i due. Ottenuti diversi risultati teorici relativi all'interazione elettrone-fonone, il ruolo del disordine, l'effetto Rashba, il contributo delle coppie vortice-antivortice al calore specifico di superconduttori. Questi risultati sono attestati dalla pubblicazione di circa 50 articoli su riviste internazionali, di una monografia e dal deposito di un brevetto. Infine, tra i successi più importanti, va menzionata la nuova beamline IR di Elettra, che è stata portata allo stadio di piena operatività. Prodotti della ricerca (2006)

Principali collaborazioni CNR-INFM SMC-Institute for Complex System, Roma; CNR-INFM SOFT, Roma; CNR-INFM NEST, Scuola Normale Superiore, Pisa; CNR-INFM LAMIA, Genova; CNR-IFAC, Firenze; CNR-IMEM, Parma; Argonne National Laboratory (USA); Pennsylvania State University (USA); Oxford University (UK); ETH Zurigo (Svizzera); Berliner Elektronenspeicherring-Gesellshaft fur Synchrotronstrahlung m.b.H., Berlin (Germania); Max-Plank Institute for Physics of Complex Systems, Dresden (Germania); CEA-Grenoble (Francia); National Institute for Materials Science, Tsukuba (Giappone); School of Science and Engineering, Waseda University, Tokyo (Giappone); Institute for Materials Research, Tohoku University, Miyagi; etc. Collaborazioni nell'ambito di progetti MIUR:


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FAR 297/99 'Studio dell'applicazione dei materiali compositi avanzati (MCA) a fibra lunga/continua in matrice termoplastica/termoset per la realizzazione di protesi biomediche (TECHMA)' EPR stranieri: ESF-'The 13th international workshop on oxide electronics' Privati: Fondazione San Paolo: contributo per il workshop: 'The 13th international workshop on oxide electronics' Università: Università di Napoli Federico II - Collaborazione in ordine alle esigenze operative e logistiche connesse alla dislocazione delle rispettive strutture ed al miglior coordinamento delle attività di reciproco interesse.




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12 0 0 0 0 0 0 12 Principali risorse strumentali utilizzate Sono state utilizzate tutte le risorse strumentali disponibili nella commessa, oltre ad alcune facility nazionali e internazionali di luce di sincrotrone. In particolare: - Strumentazione della beamline IR presso Sincrotrone ELETTRA (microscopio e interferometro IR). - Spettrometro IR - Spettrometro micro-Raman - Apparato per la spettroscopia in fluorescenza risolta in tempo - Apparato per la spettroscopia non lineare SHG - Apparato per la spettroscopia non lineare raman coerente Stokes o anti-Stokes - Apparato per la spettroscopia a microonde - Apparato per la spettroscopia STM criogenica

Attività Moduli Modellizzazione di sistemi a molti corpi classici e quantistici in presenza di forte correlazione e disordine

Commessa: Modellizzazione di sistemi a molti corpi classici e quantistici in presenza di forte correlazione e disordine

Progetto: Sistemi e materiali complessi Dipartimento: Materiali e Dispositivi Responsabile: SORELLA SANDRO

Risultati conseguiti Sistemi quantistici correlati. Funzione variazionale accurata dell'isolante di Mott per sistemi fermionici e bosonici (atomi freddi in trappole ottiche). Studio numerico di modelli reticolari per descrivere sistemi magnetici disordinati. E' stata stabilita la coesistenza di fasi superconduttive e antiferromagnetiche omogenee in un modello fortemente correlato di elettroni itineranti. Sono continuate le linee di ricerca sui superconduttori fullerenici. Si e' determinato il diagramma di fase accurato di elettroni interagenti in strutture fortemente anisotropiche, con una tecnica innovativa di Monte Carlo quantistico. Sistemi classici disordinati. E' stato esteso il metodo LOTF per lo studio della diffusione di difetti di punto e frattura alla nanoscala. Risultati sul self-assembly di piccole proteine. Dinamica molecolare con potenziali polarizzabili per alogenuri metallici fusi, l'acqua di bulk e confinata, e piccoli cluster. E' stato stabilito il diagramma di fase di un liquido confinato in matrice frattale. E' stata proposta una connessione tra localizzazione delle selle della superficie di energia e delle eterogeneità dinamiche nei liquidi sottoraffreddati. Prodotti della ricerca (2006)

Principali collaborazioni Sono in corso collaborazioni con famosi scienziati e esperti italiani e stranieri quali: L. Capriotti (Londra) A. Parola(Como), C. Filippi(Leiden), Cyrus Umrigar (Cornell), F. Mila (Losanna), M. Capone (Roma), N. Manini(Milano), P. Lucignano (Napoli), M. C. Payne (Cambridge), G. Csanyi (London).




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12 0 0 0 0 0 0 12 La complessità nella fisica dello stato solido

Commessa: La complessità nella fisica dello stato solido Progetto: Sistemi e materiali complessi Dipartimento: Materiali e Dispositivi Responsabile: GARCIA LORENZANA JOSE GUILLERMO

Risultati conseguiti Le proprieta' ottiche di sistemi nanoscopici e l'acqua, sono state calcolate da principi primi. Si e' studiata l'interazione elettrone-fonone nei superconduttori CaAlSi e CaC6. Sono stati studiati dei effeti polaronici su dei sistemi nanoscopici. Utilizzando la Dynamical Mean-Field Theory si sono caratterizzati gli effetti della vicinanza alla transizione di Mott sulla superconduttivita' e la rilevanza dell'accoppiamento elettrone-fonone anche in sistemi polaronici. Utilizzando la approssimazione di Gutzwiller dipendente del tempo si e' calcolato il fattore di struttura dinamico su stati con ordine di carica e spin e si e' studiata la competizione fra ferromagnetismo e paramagnetismo e fasi incommensurate nel modello di Hubbard. Si e' studiato l'effetto della criticità quantistica sullo spetro di assorbimento ottico. Si e' usato un approccio di teoria di campo per studiare gli effetti dei interazioni di spin antisimmetriche. Si e' studiata la separazione di fase elettronica nei sistemi bidimensionali. Si e' esteso l'approccio probabilistico per la rappresentazione di sistemi quantistici a molti gradi di libertà e sono state studiate delle transizione di fase quantistiche. Prodotti della ricerca (2006)

Principali collaborazioni Possiamo citare collaborazioni già avviate con gruppi sperimentali Calvani, Postorino ("La Sapienza"), Boothroyd, Coldea, (ISIS-Oxford), J. Haase (Max-Planck, Dresden), G. Blumberg (Bell Laboratories),Y. Ando (Tokyo) e teorici G. Kotliar (Rutgers), Anisimov (Ekaterinburg), G.Seibold (Cottbus), Gianmarchi (Ginevra), M. Silva Neto (Utrecht), Morpurgo (Delft), L. Reining (Palaiseau), F. Marsiglio (Alberta), J. Carbotte (Ontario),Rastelli, Fratini (Grenoble),O.K. Andersen, L. Boeri, G. Sangiovanni (Stuttgart), I. Mazin (Washington), M. Giantomassi (Louvain-la-neuve), E. Tosatti, (Trieste), S. Paganelli (L'Aquila), Cavagna, Zapperi (SMC). Sono previste collaborazioni con altri gruppi sia sperimentali che teorici di SMC e ISC e gruppi di istituzioni romane, italiane ed estere.




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0 0 0 0 0 0 0 0 Complessità nelle scienze naturali

Commessa: Complessità nelle scienze naturali Progetto: Sistemi e materiali complessi Dipartimento: Materiali e Dispositivi Responsabile: CALDARELLI GUIDO

Risultati conseguiti Per i sistemi di reti, si e' analizzata wikipedia (PRE 74 036116). Una differente generalizzazione riguarda i sistemi interbancari (PRE 74 066112). Si sono studiati fenomeni plastici (Science 312, 1151 (2006)) e di isteresi (PRL 97, 257203 (2006)). Si e' ottenuta una completa caratterizzazione delle proprieta' di sincronizzazione in reti di elementi caotici accoppiati a lungo raggio (PRL 97, 224101 (2006)). Una serie di esperimenti numerici ad alta risoluzione ha portato alla compresione delle proprieta' di dinamiche relative al trasporto di particelle inerziali in turbolenza sviluppata (JFM 550, 349 (2006), PoF 18, 081702 (2006), PoF 18, 091702 (2006)). di sistemi granulari 1-D, in ottimo accordo simulazioni (JCP 124, 044507, (2006), JCP 125, 204711 (2006)) Si e' definita un metodica computazionale per caratterizzare le regioni e gli aminoacidi in proteine come applicazione alla biodiagnostica (BJ 694 (2006) and WST_BB, 3, 249(2006)). Per i sistemi astrofisici, è stato simulato il moto di ammassi globulari (ApJ 2007, v 659) e l'evoluzione gravitazionale nel regime lineare di un sistema di particelle massive (Phys. Rev D, 73, 103507 Phys. Rev. E, 74, 021110 (2006)). Prodotti della ricerca (2006)

Principali collaborazioni Prof. R. Livi (Universita' di Firenze) Prof. U. Marini-Bettolo-Marconi (Universita' di Camerino) Dott. G. Costantini (Universita' di Camerino) Prof. P. De Los Rios (EPFL Losanna Svizzera) Dott. F. Piazza (EPFL Losanna Svizzera) Dott. C. Guardiani (Universtita' di Firenze) Prof. A. Vespignani Indiana University USA. Prof. M J Alava (Fisica Dep. Helsinki), Prof. M-A Munoz (Dip. Fisica Granada Spagna) Dott. M. Barthelemy (CRNS Paris Francia) Prof A. Diaz-Guilera (Barcelona Spagna)


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Prof. S. Leonardi (dipartimento Informatica e sistemistica Roma) Prof. L. Biferale (fisica ROma 2) Prof. M. Zaiser (Dip. Ing. Mecc. Edinburgo) Prof. A. Barrat (Fisica Paris Sud) Dr.S.Manrubia (Centro de Astrobiologia, Spagna) Dr.O.Pieto Ballesteros (Centro de Astrobiologia, Spagna) Dr.A.Lepinette (Centro de Astrobiologia, Spagna) Prof.R. Capuzzo Dolcetta (Dip. Fisica, Univ. La Sapienza, Italia) Dr.P. Miocchi (Osserv di Teramo, Italia) Dr.P. Di Matteo (Observatoire de Paris, Francia) Dr.A. Baldassarri (Dip Fisica, Univ La Sapienza, Italia) Dr.G.Rodighiero (Dip Astronomia, Univ Padova, Italia) J. Bec (CNRS, Nizza, Francia) F. Toschi (CNR-IAC, Roma) A. Lanotte




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4 0 0 0 0 0 0 4 La complessità nei sistemi vetrosi

Commessa: La complessità nei sistemi vetrosi Progetto: Sistemi e materiali complessi Dipartimento: Materiali e Dispositivi Responsabile: CAVAGNA ANDREA

Risultati conseguiti 1. Prova dell'esistenza di una lunghezza di correlazione crescente nei liquidi sottoraffredati nello scenario "single state". 2. Messa a punto della tecnica di ricostruzione statica 3-d di stormi da misure stereoscopiche. 3. Analisi degli stati marginali in modelli vetrosi a campo medio. 4. Studio di modelli di mercato "multi-asset". 5. Studio delle transizioni "mode-locking" in laser debolmente disordinati. 6. Messa a punto di un algoritmo ad hoc per l'analisi di problemi di ottimizzazione lineare su grafi. 7. Sviluppo della teoria viscoelastica nei liquidi sottoraffreddati. Prodotti della ricerca (2006)


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Principali collaborazioni Nell'ambito del progetto STARFLAG: CEA (Parigi), ELTE (Budapest), ISS (Roma), Max Planck (Monaco), CESS (Groningen), SNS (Pisa). Altre collaborazioni: Universita' di Orsay (Parigi), Universita' di Trento, Universita' di Madrid, Universita' di Manchester, Universita' e centro di ricerca di Grenoble, Universita' di Lione, Universita' di La Plata, Ecole Normale Superieure (Parigi). Altre collaborazioni: ICTP (Trieste), University of Oxford (UK), Universita' di Amsterdam.




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4 0 2 1 0 0 0 7 Materia soffice: Dinamica di non-equilibrio e complessita

Commessa: Materia soffice: Dinamica di non-equilibrio e complessita Progetto: Sistemi e materiali complessi Dipartimento: Materiali e Dispositivi Responsabile: RUOCCO GIANCARLO

Risultati conseguiti M. Santoro, F. A. Gorelli, R. Bini, G. Ruocco, S. Scandolo, W. Crichton. Carbonia: the amorphous silicalike carbon dioxide. Nature 441, 857 (2006). L. Angelani, C. Conti, G. Ruocco, and F. Zamponi. Glassy behaviour of light. Physical Review Letters 96, 065702 (2006). C. Conti, N. Ghofraniha, G. Ruocco, S. Trillo. Laser beam filamentation in fractal aggregates. Physical Review Letters 97, 123903 (2006). S. Corezzi, L. Comez, G. Monaco, R. Verbeni, D. Fioretto. Bond-induced ergodicity breakdown in reactive mixtures. Physical Review Letters 96, 255702 (2006). R. Di Leonardo, J. Leach, H. Mushfique, J. M. Cooper, G. Ruocco, M. J. Padgett. Multi-point holographic optical micro-velocimetry. Physical Review Letters 96, 134502 (2006). F. Gorelli, M. Santoro, T. Scopigno, M. Krisch, G. Ruocco. Liquid-like behavior of supercritical fluids.

Physical Review Letters 97, 245702 (2006). T. Scopigno, L.-B. Suck, R. Angelini, F. Albergamo, G. Ruocco. High frequency dynamics in metallic glasses. Physical Review Letters 96, 135501 (2006). Prodotti della ricerca (2006)

Principali collaborazioni Prof. L. Borjessonn (Chalmers Univ., Gotheborg, Sweden) Prof. T. Bryk (Lviv, Ukraina) Dr. A. Chumakov (ESRF, Grenoble, France) Prof. C. Dreyfus (Dep. Phys. Milieux Denses, IMPMC, France) Prof. J. Dyre (Research center "Glass and Time", Roskilde, Denmark) Dr. M. Krisch (ESRF, Grenoble, France) Dr. A. Madsen (ESRF, Grenoble, France) Dr. C. Masciovecchio (Elettra, Trieste) Prof. A. Matic (Chalmers Univ., Gotheborg, Sweden) Dr. G. Monaco (ESRF, Grenoble, France) Dr. K.L. Ngai, Dr. R. Casalini, Dr. C.M. Roland (NRL Washington, USA) Prof. T. Pakula (Max-Planck-Institute für Polymerforschung, Mainz, Germany) Prof. M. Paluch, Prof. S. Rzoska Silesian (University, Katowice, Poland) Prof. R. Pick (Univ. P. and M. Curie, Paris, France) Prof. E.A. Rössler (Universität Bayreuth, Germany) Prof. W. Schirmacher (TU, Munchen, Germany) Dr. F. Sette (ESRF, Grenoble, France) Dr. J. Teixeira (Lab. Leon Brillouin, CEA-CNRS Saclay, France) Dr. S. Yannopoulos (FORTH, Patras, Greece)




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Materia soffice: Self Assembly, Clustering, Arresto Strutturale

Commessa: Materia soffice: Self Assembly, Clustering, Arresto Strutturale Progetto: Sistemi e materiali complessi Dipartimento: Materiali e Dispositivi Responsabile: SCIORTINO FRANCESCO

Risultati conseguiti Numerose pubblicazioni su riviste internazionali con referee e comunicazioni a congressi attestano i risultati conseguiti negli anni precedenti. Un elenco delle pubblicazioni e' accessibile in rete al sito http://glass.phys.uniroma1.it/soft/ Prodotti della ricerca (2006)

Principali collaborazioni Collaborazioni scientifiche consolidate sono attive con i gruppi di Loewen/Likos (Duesseldorf), Goetze (Monaco), Kob (Montpellier), D. Weitz (Harward) e D. Reuchman (Columbia NY).




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0 0 0 0 0 0 0 0 Materia soffice: diffusione elastica ed anelastica di neutroni e raggi-x

Commessa: Materia soffice: diffusione elastica ed anelastica di neutroni e raggi-x Progetto: Sistemi e materiali complessi Dipartimento: Materiali e Dispositivi Responsabile: SACCHETTI FRANCESCO



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2006 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0


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0 0 0 0 0 0 0 0 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: Componenti e sistemi fotonici Dipartimento: Materiali e Dispositivi Responsabile: DE SILVESTRI SANDRO

Risultati conseguiti (i)Sono stati effettuati esperimenti in argon e neon: gli spettri delle armoniche in funzione della fase assoluta degli impulsi di pompa sono caratterizzati o da una modulazione in ampiezza o risultano continui. Quindi l'emissione è costituita da una coppia di impulsi oppure da un impulso singolo. Mediante una simulazione si è anche valutata la durata degli impulsi singoli: in argon pari a 260 as (165 as dopo compensazione del chirp) e in neon pari a 205 as (85 as dopo compensazione del chirp). Si tratta della prima dimostrazione di generazione di impulsi singoli ad attosecondi mediante "polarization gating" (ii)Sono proseguite le misure spettrali preliminari di radiazione X generata da plasma utilizzando diversi bersagli solidi (alluminio, ferro e teflon)e per diverse durate dell'impulso di pompa (60 fs–1 ps), ottenuto da una sorgente a Titanio in zaffiro con potenza di picco sino a 2 terawatt. Gli spettri hanno mostrato le caratteristiche righe di emissione Kalfa. La tecncica di imaging è sta applicata allo studio delle variazioni di spessore in campioni di film su aree di dimensioni elevate. Prodotti della ricerca (2006)

Principali collaborazioni CRS-Coherentia e 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"


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2006 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0

-LR-LUXOR: progettazione e sviluppo di ottiche XUV, spettrometri e camere di interazione per raggi X . Collaborazioni nell'ambito di progetti finanziati dalla Comunità Europea - Network europeo nel settore della radiazione X ultrabreve e attosecondi "Ultrashort X-UV pulses for time resolved nonlinear applications" (XTRA) c.n. MRTN-CT-2003-505138, che comprende 14 tra Università e Centri di ricerca europei con l'aggiunta di due gruppi in Canada e negli USA; Il CRS-ULTRAS è 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 VI Programma quadro.




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18 0 0 0 0 0 0 18 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: Componenti e sistemi fotonici Dipartimento: Materiali e Dispositivi Responsabile: CUBEDDU RINALDO

Risultati conseguiti (i)E' proseguita l'attività di sviluppo di un sistema per la spettroscopia ultraveloce basato amplificatori ottici parametrici (ii) E' proseguito lo sviluppo di un sistema "Scanning Near-field Optical Microscope" (SNOM)a impulsi a femtosecondi con sonda cava. (iii)E' proseguita l'attività di ricerca sull'uso della tecnica di fotoemissione a femtosecondi per lo studio delle dinamiche elettroniche in materiali metallici e magnetici. (iv)E' proseguita l'attività sui nanotubi di carbonio tramite spettroscopia ultraveloce e lo studio della dinamica ultraveloce degli stati eccitati dei carotenoidi anche in sistemi fotosintetici (v)E' proseguita l'attività di sviluppo di sistemi ottici a larga banda ad impulsi a femtosecondi per l'applicazione alla scansione bidimensionali di mezzi diffondenti di interesse biologico, unitamente a un sistema ottico per il monitoraggio di attività funzionali in sistemi biologici in vivo.


Principali collaborazioni - CRS-NNL 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); - ESRF e ELETTRA: analisi di materiali magnetici con luce di sincrotrone. Comunità Europea: programma "Integrated Initiative Infrastructure" (I3), collaborazioni nell'ambito dell'I3 LASERLAB-Europe.




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29 0 0 0 0 0 0 29 Ottica e spettroscopia nell'intervallo spettrale UV-X soffici

Commessa: Ottica e spettroscopia nell'intervallo spettrale UV-X soffici Progetto: Componenti e sistemi fotonici Dipartimento: Materiali e Dispositivi Responsabile: NANNARONE STEFANO

Risultati conseguiti BEAR: profilo di interdiffusione in i.f. sepolte in multilayer (Ru/Si, Mo/Si e Cr/Si), evoluzione delle proprietà elettroniche di film di SrF2/Si(100), interfaccia Lu2O3/Si(001), costanti ottiche di film sottili (Yb,Ce,Sc, B4C,SiC), polarimetria con Mo/Si ML in 40-90 eV,determinazione efficienza (50%-70%) in diffrazione conica di reticoli piani (Au) per monocromatori compensati in tempo.Struttura locale ed elettronica di pentacene/Ag(111). Assorbimento GaL23 e EELS locale in nanoparticelle di Ga. SIPE: distribuzione stati elettronici vuoti di SiC(100)3x2, C70/Cu(100) e C60/Si(100) (vs temperatura). Modellizzazione e correlazione fra struttura locale (da GIXRD) e stati elettronici molecolari all'interfaccia di C60/Au(110) 6x5 con distorsione reticolo Si e facetting lungo [111]. Progetto detector IPES ad acetone.


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2006 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

OxidesMBE: dicroismo lineare alla soglia L23Mn in film (35 e 100 Å ) di La0.7Sr0.3Mn03/LaAlO3, messa a punto del sistema MBE per deposizione in UHV, progettato il sistema di trasferimento in UHV dei film a BEAR. Prodotti della ricerca (2006)

Principali collaborazioni · INFN Laboratori Nazionali di Legnaro · Media Lario Technologies · Laboratoire de Chimie Physique - Matière et Rayonnement · UMR/CNRS 7614, Université Pierre et Marie Curie




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0 0 0 0 0 0 0 0 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: Componenti e sistemi fotonici Dipartimento: Materiali e Dispositivi Responsabile: TONDELLO GIUSEPPE

Risultati conseguiti Realizzazione e misura di impulsi di durata 160 femtosecondi (record mondiale) in collaborazione con CRS Ultras Realizzazione del sistema di generazione di armoniche di ordine elevato per il Sincrotrone TS Messa a punto di un dispositivo per misure a contrasto di fase negli X Sviluppo di un dispositivo per la misura del CO2 all'interno di contenitori sigillati e relativo brevetto (CNR-INFM e UniPD) Sviluppo di un prototipo per la rivelazione di Ossigeno all'interno di contenitori farmaceutici di liofilizzati Realizzazione e brevettazione di dispositivi con arrays di diodi laser per chirurgia polmonare; brevettazione applicazione laser in fibra per odontoiatria Realizzazione e brevettazione sensore ultravioletto per monitoraggio irraggiamento


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2006 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

Realizzazione e messa in funzione stazione di deposizione di film sottili Realizzazione di un sistema per la registrazione simultanea di forma e colore di manufatti artistici. Sviluppo di ottiche innovative per il compattamento di arrays di diodi laser di potenza Sviluppo ottiche deformabili per la comunicazione a singolo fotone in spazio libero Prodotti della ricerca (2006)

Principali collaborazioni Dipartimenti di: Specialità mediche e chirurgiche, Biologia, Meccanica, Astronomia, Scienze medico-diagnostiche e terapie speciali, Scienze cradiologiche toraciche e vascolari, CISAS UniPD. CRS Ultras MI; Sincrotrone TS; ENEA Gruppo FEL Frascati; Osservatorio Brera; Osservatorio TO; Osservatorio FI; Dip. Elettronica UniPV; Dip. Fisica UniMO; Dip. Scienze Fisiche UniNA; Stazione ASI Matera. Naval Research Laboratory, Washington USA; Smithsonian Astrophysical Observatory, Cambridge, Mass. USA; Central Laser Facility e Institute for Space Sciences, Rutherford Appleton Laboratory, Abingdon U.K.; Max Planck Institute Lindau, G.; Texas A&M College Station, Tx, USA; Department of Electrical and Computer Engineering, Boston University, USA. Facoltà Fisica Università di Vienna. Institute of quantum optics and quantum information, Accademia Scienze Austriaca; Istituto per la spettroscopia di ioni a carica elevata, Accademia delle Scienze Russa;




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0 0 0 0 0 0 0 0 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

Progetto: Componenti e sistemi fotonici Dipartimento: Materiali e Dispositivi Responsabile: SCAMARCIO GAETANO

Risultati conseguiti - Determinazione sperimentale della temperatura elettronica, della rate di rilassamento dell'energia, e della costante di accoppiamento elettrone-reticolo delle principali classi di laser a cascata quantica operanti nei THz (bound-to-continuum; resonant-phonon) in configurazione sia double-metal che surface plasmon waveguide.


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- Sviluppo di un sensore spettroscopico in tempo reale e ottimizzazione del gas di assistenza per la saldatura laser di leghe di alluminio AA5083. - SViluppo di un sensore fotoacustico di hexamethyldisilazane basato su laser a cascata quantica. - Modellizzazione di solitoni di cavità laser a quantum dots Prodotti della ricerca (2006)

Principali collaborazioni - Massachusetts Institute of Technology, Cambridge, MA, USA - Univeristà di Cambridge, UK - Università di Parigi 7 - Laboratori di ricerca Thales, Parigi - Università di Sheffield, UK - Fraunhofer Institute, Freiburg - Scuola Normale Superiore, Pisa - Università dell'Insubria - Politecnico di Bari




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0 0 0 0 0 0 0 0 Materiali magnetici massivi da sistemi nanostrutturati

Commessa: Materiali magnetici massivi da sistemi nanostrutturati Progetto: Materiali magnetici funzionali Dipartimento: Materiali e Dispositivi Responsabile: FERRETTI MAURIZIO

Risultati conseguiti Attraverso opportune sostituzioni sul sito del manganese è stato possibile favorire una delle due componenti che competono nel determinare le proprietà strutturali, magnetiche e di trasporto nella classe di materiali denominati manganiti. Per quanto concerne i rutenocuprati è stato svolto un accurato studio sulla loro struttura, microstruttura, proprietà magnetiche e di trasporto e sulla variazione di tali proprietà in funzione dei trattamenti termici adottati


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2006 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0


Principali collaborazioni Sono state attivate svariate collaborazioni con laboratori di ricerca esteri.




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3 0 0 0 0 0 0 3 Studio della correlazione fra proprietà strutturali e morfologiche di film ultrasottili (psudomorfismo, epitassia) e loro proprietà elettroniche e magnetiche

Commessa: Studio della correlazione fra proprietà strutturali e morfologiche di film ultrasottili (psudomorfismo, epitassia) e loro proprietà elettroniche e magnetiche

Progetto: Materiali magnetici funzionali Dipartimento: Materiali e Dispositivi Responsabile: PANACCIONE GIANCARLO

Risultati conseguiti - Dimostrazione ed interpretazione della misura dicroica TEM - Realizzazione di sistemi di interfaccia antiferromagnete/ferromagnete per crescita epitassiale, quali sistemi prototipo per applicazioni di exchange bias. Studio dell'accoppiamento magnetico e della relazione ordine strutturale/ordine chimico. - Proprieta' elettroniche di volume di ossidi complessi (vanadati,manganiti,rutenati). Loro relazione con i processi di screening nelle transizioni di fare metallo/isolante - Messa a punto del sistema di crescita oxide MBE. - Dimostrazione dell'accoppiamento magnetico nelle interfacce ferromagnete/semiconduttore magnetico diluito. - Tomografia delle superfici di Fermi tramite ARPES in sistemi 2D.


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2006 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0


Principali collaborazioni A parte le collaborazioni gia' attive, le attivita' dell'anno 2006 hanno riguardato in particolare le senguenti collaborazioni - TEM e spettroscopia TEM dicroica (Univ. Vienna) - MBE oxides (Lab. SuperMAT, Salerno e Lab. Coherentia, Napoli) - Semiconduttori magnetici diluiti (Univ. Regensburg, D, e Lab. LMCP, Paris, F) - Sistemi magnetici confinati 2D (Fudan Univ, China) - Transizioni di fase (Lab. AMPEL, Vancouver, CA) - Ossidi Magnetici (lab. Louis Neel, F)




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1 0 0 0 0 0 0 1 Sviluppo di strumentazione e di metodologie sperimentali avanzate per lo studio delle proprieta strutturali dei materiali con raggi X da sincrotrone

Commessa: Sviluppo di strumentazione e di metodologie sperimentali avanzate per lo studio delle proprieta strutturali dei materiali con raggi X da sincrotrone

Progetto: Materiali magnetici funzionali Dipartimento: Materiali e Dispositivi Responsabile: MOBILIO SETTIMIO

Risultati conseguiti La commessa ha raggiunto gli obiettivi dell'anno 2006 fornendo fascio agli esperimenti approvati dalle Commissione scientifiche, migliorando la strumentazione esistente ed eseguendo esperimenti sulla struttura locale in materiali vari. L'utilizzo complesssivo delle apperecchiature per scopi scientifici ha superato le 4000 ore; le ricerche si sono concentrate sullo studio di Fisica dello Stato Solido (56%), catalizzatori (16%), Scienza della Terra (11%), inquinamento ambientale (5%), archemetria (5%), metalloproteine (7%). In particolare e'stata determinata da studi condotti dai ricercatori della commessa: la struttura dell'interfaccia in film sottili di Fe su NiO; il sito del Mn nel GaAs nel caso di materiali preparati con la tecnica delta-doping;


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l'andamento termico di nanoparticelle di Au, mostrando la contrazione del parametro reticolare all'aumentare della temperatura; la relazione quantitativa tra ordine chimico locale e proprieta' magnetiche in perovskiti doppie di SrMoWO; la struttura locale attorno all' Er impiantato in cluster di silicio inglobati in matrice di silice; il ruolo dei cluster di Au come attivatori della efficienza di luminescenza dell' Er in silica. Prodotti della ricerca (2006)

Principali collaborazioni La Commessa e' basata su una pluriennale collaborazione istituzionalizzate che coinvolge il CNR, l'INFM-CNR e l'Istituto do Fisica Nucleare. Le strutture che hanno collaborato alla realizzazione della strumentazione della commessa sono i Laboratori Nazionali di Frascati dell' INFN, l' Istituto di Struttura della Materia del CNR, e di Dipartimenti di Fisica di diverse Universita' e precisamente de L'Aquila, Roma TRE, Trento, Camerino, Parma, Roma "La Sapienza", Roma TorVergata. Attualmente collaborano alla commessa i Dipartimenti di Bologna, Roma TRE, Trento. La commessa fornisce anche supporto tecnico scientifico ai gruppi di varie Università tra cui Bologna, Trento, Parma, Roma (I, II, TRE), Palermo, Catania, Torino, Padova, Venezia, Perugia, Genova, Trieste, Modena, Firenze, l'Aquila, Camerino. L'OGG collabora inoltre con ESRF,ILL,Univ. Urbana, Univ. Bath, ISIS, Univ. Madrid, ITS-Lisbona, LEPES-CNRS, LETI-CEA




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20 2 0 1 0 0 8 31 Proprietà magnetiche, magnetoelastiche e magnetostrittive di nanocompositi e film sottili

Commessa: Proprietà magnetiche, magnetoelastiche e magnetostrittive di nanocompositi e film sottili

Progetto: Materiali magnetici funzionali Dipartimento: Materiali e Dispositivi Responsabile: LANOTTE LUCIANO

Risultati conseguiti La ricerca si èarticola secondo due canali fondamentali:


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a) Produzione e caratterizzazione strutturale e magneto-elastica di compositi nanostrutturati, con la elaborazione dei relativi modelli teorici e la loro applicazione per lo sviluppo di sensori innovativi di deformazioni statiche e dinamiche. b)Studio della micro-morfologica (microscopia a forza atomica) e delle proprietà magnetiche (magnetometria a provino vibrante e microscopia a forza magnetica) di film nanogranulari, con innovative proprietà magnetiche, conduttive e/o magnetoresistive, dipendenti dalla composizione, forma, dimensione e disposizione delle particelle componenti. I compositi magnetoelastici sinora prodotti (particelle magnetiche disperse in matrice elastica non magnetica) hanno già mostrato notevoli potenzialità per applicazioni nella attuazione di deformazioni. D'altro canto, la produzione di film a multicomponenti nanoparticellari tramite la innovativa deposizione con impulsi laser ultraveloci (frazioni di picosecondo)ha già dato luogo a peculiarità, nella forma e disposizione delle nanoparticelle prodotte, molto interessanti per applicazioni in microdispositivi magnetoresistivi e/o magnetostrittivi.R Prodotti della ricerca (2006)

Principali collaborazioni National Institute of Research and Development for Technical Physics - riferimento Prof. Horia Chiriac Technical University of Athens – riferimento Prof. Evangelis Hristoforou Dipartimento di Ingegneria dei Materiali e Tecnologie Industriali, Università di Trento (riferimento Prof. P. Scardi) Politecnico di Torino e IEN - riferimento Dr Franco Vinai




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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: Nuovi materiali, processi e architetture per la microelettronica Dipartimento: Materiali e Dispositivi Responsabile: PRIOLO FRANCESCO

Risultati conseguiti Nel corso del 2006 sono stati conseguiti risultati di grande rilievo scientifico. Fra questi citiamo una selezione di 5 pubblicazioni fra le più significative: - Romano et al., Effect of Strain on the Carrier Mobility in Heavily doped p-type Si, Phys. Rev. Lett. 97, 136605 (2006) - De Salvador et al., Atomistic mechanism of boron diffusion in silicon, Phys. Rev. Lett. 97, 255902 (2006) - C. D. Presti et al. Photonic Crystal Silicon Nanocluster Light Emitting Device, Appl. Phys. Lett. 88, 033501 (2006) - A. Irrera et al., Electroluminescence and transport properties in amorphous silicon nanostructures, Nanotechnology 17, 1428 (2006) - M. Galli et al., Strong Enhancement of Er3+ Emission at Room Temperature in Silicon-on-Insulator Photonic-Crystal Waveguides, Appl. Phys. Lett. 88, 251114 (2006) Prodotti della ricerca (2006)

Principali collaborazioni Molte ricerche, come può facilmente evincersi dalla lista delle pubblicazioni effettuate, sono state svolte in collaborazione con Enti, Università ed Aziende. Nel corso del 2006 le principali collaborazioni attive sono state con: - Istituto di Microelettronica e Microsistemi (IMM-CNR) - STMicroelectronics - Università di Catania - Università di Padova - Università di Pavia - Università dell'Aquila - Università di Bologna - Università di Parma - TASC, CNR-INFM - CNRS-CEMES, Toulouse, F - Università Paris Sud, Orsay, F - IMEC, Leuven, B - University of Florida, USA - Applied Materials, Santa Clara, USA


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0 0 0 0 0 0 0 0 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: Nuovi materiali, processi e architetture per la microelettronica Dipartimento: Materiali e Dispositivi Responsabile: FANCIULLI MARCO

Risultati conseguiti - Deposizione mediante ALD ed MBE su Si, Ge e GaAs di ossidi ad alta costante dielettrica ottenendo EOT < 1nm; - Realizzazione di nanocristalli in ossidi mediante deposizione fisica e processi innovativi e loro caratterizzazione funzionale; - Deposizione e caratterizzazione di ossidi mediante evaporazione termica ed ALD per dispositivi di memoria non volatile innovativi basati sulla modifica delle proprietà elettriche dell'ossido; - Realizzazione di un prototipo di transistor n-MOSFET basto su semiconduttori organici; - Sono state realizzati le prime giunzioni basate su ZnO e su semiconduttori organici, che hanno dimostrato le proprietà rettificanti. - Deposizione di ossidi quaternari metallici magnetici e di ossidi isolanti non magnetici per la realizzazione di giunzioni tunnel magnetiche; - Realizzazione di un processo per FTJ basate su ossidi e studio dell'interfaccia metallo/isolante; - Realizzazione di strutture MOS ed EOS per neuroelettronica basate su ossidi di Ti con incremento della costante dielettrica complessiva in funzione del metodo di ossidazione usato (H2O, O3) e dello strato interfacciale tra ossido e semiconduttore. Pubbl.:36 Present.:4 su invito 18 contributi Prodotti della ricerca (2006)


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Principali collaborazioni Nazionali: STMicroelectronics, Politecnico di Milano, Università di Bologna, Università di Milano Bicocca, Università di Milano, Politecnico di Torino, Università di Brescia, Università di Cagliari, Internazionali: IBM (Zurigo), NCS (Atene), MEPHI (Mosca); IMEC (Leuven), INTEL, Max-Planck-Institute for Biochemistry (Martinsried), TU-Clausthal, Bruker BioSpin (Rheinstetten), CNRS – CEMES, (Toulouse), 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)




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0 0 0 0 0 0 0 0 Nanotecnologie molecolari

Commessa: Nanotecnologie molecolari Progetto: Nanoscienze e nanotecnologie Dipartimento: Materiali e Dispositivi Responsabile: GIGLI GIUSEPPE

Risultati conseguiti Nell'ambito' della commessa di Nanotecnologie per materiali molecolari sono stati conseguiti i seguenti risultati principali: 1) fabbricazione del primo array di micropixels elettroluminescenti mediante tecnologia di dewetting; 2) fabbricazione del primo pixel multicolore mediante dewetting controllato di una singola specie molecolare; 3) fabbricazione di oled ad emissione bianca con luminanza record mediante singola specie molecolare; 4) fabbricazione di oled ad emissione bianca mediante mezzo attivo costituito esclusivamente da nanocristalli colloidali 5) Studio tramite fotoluminescenza risolta in tempo al picosecondo dell'origine dei processi non radiativi negli oligotiofeni ossigenati; 6) studio e fabbricazione di microcavità organiche realizzate per imprinting; 6) sviluppo di due nuovi metodi computazionali: approccio tight-binding per il calcolo della self-energy e open-shell localized Hartree-Fock per il calcolo autoconsistente di stati eccitati Prodotti della ricerca (2006)


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Principali collaborazioni Principali collaborazioni: Università di Berkeley (USA),University of Muester (D), Università di Linkoping (Sweden), Università di Karlsrhue (D), Università di Erlangen (D), Università di Dubilno (Ireland), Università di RomaTor Vergata, Politecnico di Milano, Universtà di Bari, Università di Bologna. Principali committenti: Iguzzini, FIAMM, Siriopanel, ST microelectronics




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0 0 0 0 0 0 0 0 Nanobiotecnologie & Nanobioelettronica

Commessa: Nanotecnologie per la scienza della vita Progetto: Nanoscienze e nanotecnologie Dipartimento: Materiali e Dispositivi Responsabile: RINALDI ROSARIA

Risultati conseguiti Sono state dimostrate le proprieta' di trasporto di proteine in circuiti nanopatternati. Sono state studiate le caratteristiche di proteine di membrana e amiloidi con tecniche di scansione a nanonosonda e fluorescenza. E' stata individuata una nuova metodologia basata sulla "metal enhanced florescence" per la realizzazione di matrici fluorescenti ad alta effecienza. E' stato fabbricato il primo prototipo di Lab on chip per diagnostica molecolare, basato su "real time PCR" ed e' attulamente in fase di test nei laboratori. Prodotti della ricerca (2006)

Principali collaborazioni Prof. F. Beltram Scuola Normale Superiore - Pisa ; Dr. Gianluca De Bellis - Istituto di Tecnologie Biomediche CNR -Milano; Prof. B.Samori' Universita' di Bologna Dr. L.Tagliaferro Laboratorio di analisi Pignatelli Lecce


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0 0 0 0 0 0 0 0 Nanotecnologie della materia soffice

Commessa: Nanotecnologie per la scienza della vita Progetto: Nanoscienze e nanotecnologie Dipartimento: Materiali e Dispositivi Responsabile: PISIGNANO DARIO

Risultati conseguiti 1) Abbattimento delle soglie di laser basati su materiali organici fino a 1 microJ/cm2, realizzazione di dispositivi nell'intero range di lunghezze d'onda visibili 2) Realizzazione di elementi microfluidici completi per il settore biomedicale (includenti vari elementi funzionali, con dimensioni dei canali da 10 a 100 micron) 3) Realizzazione di nanofibre polimeriche ad emissione nell'intero range del visibile 4) Dimostrazione di litografie soffici multilivello e determinazione delle prestazioni raggiungibili in termini di registrazione e risoluzione Prodotti della ricerca (2006)

Principali collaborazioni Scuola Normale Superiore (Pisa) Politecnico di Milano Università di Genova Drexel University Harvard University FORTH, Greece Università di Campinas, Brasil




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0 0 0 0 0 0 0 0 Sistemi confinati, fenomeni critici e dinamica coerente

Commessa: Sistemi confinati, fenomeni critici e dinamica coerente Progetto: Nanoscienze e nanotecnologie Dipartimento: Materiali e Dispositivi Responsabile: FALCI GIUSEPPE

Risultati conseguiti L'attivita' svolta ha portato a diverse pubblicazioni su riviste internazionali, alcune delle quali vengono di seguito elencate: Paladino E., Sassetti M., Falci G., Weiss U., Chem. Phys. 322, 98 (2006) Siewert J., Brandes T., Falci G., Optics Communications 264, 435 (2006) Amico L., Mastellone A., Osterloh A., Phys. Rev. B 73, 214513 (2006) Faraci G., Gibilisco S., Russo P., Pennisi A. R., La Rosa S., Phys. Rev. B 73, 33307 (2006) Ledermann A., Cademartiri L., Hermatschweiler M., Toninelli C., Ozin G.A., Wiersma D.S.,Wegener M. , von Freymann G., Nature Materials 5, 942 (2006) Prodotti della ricerca (2006)

Principali collaborazioni LAMIA Genova (M. Sassetti), Università di Stoccarda Germania (U. Weiss)




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Nanobiosistemi

Commessa: Nanobiosistemi Progetto: Nanoscienze e nanotecnologie Dipartimento: Materiali e Dispositivi Responsabile: FACCI PAOLO

Risultati conseguiti Numerosi sono i risultati scientifici e tecnologici ottenuti durante il 2006, come è attestato dal numero e dalla qualità delle pubblicazioni scientifiche. In particolare, all'attivo della commessa sono presenti n.8 Appl. Phys. Lett., n.1 JACS, n.1 TIB nonché 2 brevetti internazionali. - APPLIED PHYSICS LETTERS 89 (17): Art. No. 173112 OCT 23 2006 - APPLIED PHYSICS LETTERS 88 (8): Art. No. 083905 FEB 20 2006 - APPLIED PHYSICS LETTERS 88 (4): Art. No. 043510 JAN 23 2006 - APPLIED PHYSICS LETTERS 89 (22): Art. No. 222112 NOV 27 2006 - APPLIED PHYSICS LETTERS 89 (14): Art. No. 143502 OCT 2 2006 - APPLIED PHYSICS LETTERS 89 (14): Art. No. 143515 OCT 2 2006 - APPLIED PHYSICS LETTERS 88 (16): Art. No. 163511 APR 17 2006 - APPLIED PHYSICS LETTERS 88 (2): Art. No. 023506 JAN 9 2006 - JOURNAL OF THE AMERICAN CHEMICAL SOCIETY 128 (16): 5444-5451 APR 26 2006 - TRENDS IN BIOTECHNOLOGY 24 (5): 235-243 MAY 2006 - "Rapid monitoring system for blood groups and immunohematological reaction detection" 2006-03-30, n. WO2006033130. Prodotti della ricerca (2006)

Principali collaborazioni Alessio Accardi, Brandeis University, USA; Paola Gavazzo, IBF-CNR Genova; Paolo Baschieri, Cesare Ascoli IPCF-CNR, Pisa; Uri Sivan, Technion, Israel; Igor Medintz NRL, Washington D.C.,USA; Glenn Burley Leichester U.K.; Dragan Mihailovic, Ljubljana, Slovenia; Lucia Sorba, TASC-CNR, Trieste; Roberto Cingolani, NNL-CNR, Lecce; Massimo Rudan, Università di Bologna; Jacopo Tomasi, Università di Pisa; Pasqualantonio Pingue SNS-NEST, Pisa.




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Nanomagnetismo controllo della dinamica della magnetizzazione in nanomagneti

Commessa: Nanomagnetismo controllo della dinamica della magnetizzazione in nanomagneti

Progetto: Nanoscienze e nanotecnologie Dipartimento: Materiali e Dispositivi Responsabile: AFFRONTE MARCO

Risultati conseguiti Ottimizzazione di diverse funzionalizzazioni per l'ancoraggio su Au del magnete molecolare Mn12 e dell'anello antiferromagnetico Cr7Ni. Ottimo accordo fra dati sperimentali NMR e teorici riguardo alla distribuzione di spin alle basse temperatura in anelli eterometallici Cr7Cd. Diversi gruppi funzionali, tra cui Ru2 con proprieta redox, sono stati studiati per ottenere entanglement di stati magnetici tra due anelli molecolare antiferromagnetici Cr7Ni. Il rilassamento lento della magnetizzazione e' stato studiato in dettaglio nella molecola Ni10 e un meccanismo alternativo al superamento della barriera di anisotropia magnetica e a quello dello spin glass e' stato proposto (assorbimento risonante di fononi). Ordine a lunga portata di un reticolo 3D di spin giganti e' stato osservato nel magnete molecolare Fe17 e attribuito a interazioni dipolari. La risonanza di spin in nano-anelli di permalloy e' stata studiata con scattering di luce Brillouin. E' stata studiata l'origine dinamica della configurazione di domini in nano-strutture magnetiche confinante. Magnetometri a effetto Hall sono stati realizzati con dimensioni fino a 100nm utilizzando l'ablazione con fasci ionici focalizzati Prodotti della ricerca (2006)

Principali collaborazioni INSTM (D. Gatteschi); Dip. Chimica, Università di Manchester (UK); Universita' di Valencia, Saragozza e CSIC (Bellaterra) (ES); laboratori CNRS di Grenoble, Parigi e Orsay (F), Università Leiden (Nl); Università di Pozan (Pl). Hokkaido University (J). Argonne National Laboratory (USA)




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Teoria e simulazione di materiali nanostrutturati

Commessa: Teoria e simulazione di materiali nanostrutturati Progetto: Nanoscienze e nanotecnologie Dipartimento: Materiali e Dispositivi Responsabile: DI FELICE ROSA

Risultati conseguiti I risultati conseguiti (sviluppo metodologico e applicazioni a sistemi nanostrutturati di ampio interesse) sono visibili dalle pubblicazioni. Se ne riporta qui una lista selezionata. Lista completa alla pagina web http://www.s3.infm.it/pub_index.html (1-6, 8, 10-11, 14, 18, 23, 25-30, 32-34, 36, 39-40, 42, 44, 48-49, 51-54, 58, 60, 64, 66-74, 80, 83-88, 90-103). M. Rontani, "Friedel sum rule for an interacting multiorbital quantum dot", Phys. Rev. Lett. 97, 076801 (2006). J.I. Climente, A. Bertoni, M. Rontani, G. Goldoni, E. Molinari, "Effect of the Coulomb interaction on the electron relaxation of weakly-confined quantum dot systems using the full configuration interaction approach", Phys. Rev. B 74, 125303 (2006). A. Vanossi, N. Manini, G. Divitini, G.E. Santoro, E. Tosatti, "Exactly quantized dynamics of classical incommensurate sliders", Phys. Rev. Lett. 97, 056101 (2006). M. Cavallari, A. Calzolari, A. Garbesi, R. Di Felice, "Motion of metal ions in G4-wires by Molecular Dynamics simulations", J. Phys. Chem. B 110, 26337 (2006). A. Migliore, S. Corni, R. Di Felice, E. Molinari, "Water Effects on Electron Transfer in Azurin Dimers", J. Phys. Chem. B 110, 23796 (2006). Prodotti della ricerca (2006)

Principali collaborazioni I ricercatori partecipanti alla commessa partecipano a molte collaborazioni internazionali e nazionali, sia nell'ambito di progetti per accedere a finanziamenti che come rapporti non formalizzati tra gruppi di ricerca, e con le altre commesse di S3. Le principali collaborazioni internazionali sono all'interno della Comunita' Europea, ma esistono anche rapporti bi-laterali con l'America e il Giappone. Liste complete di collaborazioni e progetti sono alle pagine web http://www.s3.infm.it/coll_index.html e http://www.s3.infm.it/projects_index.html Progetti EC attivi nel 2006: DNA-NANOWIRES (IST-2001-38951 STREP); DNA-NANODEVICES (FP6-029192 STREP); PROSURF (FP6-028331 STREP); NANOSCI-ERA (FP6-016146 CA); EXCITING (HPRN-CT-2002-00317); Marie Curie IEF Climente-Plasencia. Altri progetti collaborativi attivi nel 2006: SUP&RMAN (PRRITT); Nanofaber (PRRITT); Microscopic Friction (NATO); Organic-inorganic interfaces (MIUR Cofin); NOMADE (MIUR FIRB); Pentacene layers (MIUR Cofin); FIRB Italia-Israele. Varie proposte di progetti presentate nel corso del 2006 hanno avuto esito positivo e nuovi progetti (con relativi finanziamenti esterni) saranno avviati nel 2007 (parte "Previsione")


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9 6 1 3 1 0 0 20 Nanofabbricazione e fenomeni di superficie interfaccia alla nanoscala

Commessa: Nanofabbricazione e fenomeni di superficie interfaccia alla nanoscala Progetto: Nanoscienze e nanotecnologie Dipartimento: Materiali e Dispositivi Responsabile: VALERI SERGIO

Risultati conseguiti I. Marri et al., J. Phys. A, 39, 1969, 2006 P. Luches et al., Phys. Rev. Lett. 96, 106106, 2006 A. Vanossi et al., Phys. Rev. Lett. 97, 056101, 2006 S. Frabboni et al., Appl. Phys. Lett. 89, 113108, 2006 G.C. Gazzadi et al., Appl. Phys. Lett. 89, 173112, 2006 S. Frabboni et al., Appl. Phys. Lett. 88, 213116, 2006 I. Marri et al., Phys. Rev. B, in press, 2006 A. Candini et al., Nanotech. 17, 2105-2109, 2006 P. Torelli et al., Surf. Sci., in press, 2006 A. Vanossi et al., Surf. Sci., subm., 2006 R. Guerra et al., Surf. Sci., subm., 2006 G.E. Santoro et al., Surf. Sci. 600, 2726, 2006 A. Rota et al., Surf. Sci. 600, 3718-3722, 2006 S. Benedetti et al., Surf. Sci. 600, 4251, 2006 S. Benedetti et al., Surf. Sci., subm., 2006 M.C. Righi et al., Appl. Surf. Sci. 252, 5271, 2006 A. Armigliato et al., J. Appl. Phys. 99, 064504, 2006 G. Gubbiotti et al., J. Appl. Phys. 99, 08C701, 2006 M. Cantoni et al., J. Mag. Mag. Mat., in press, 2006 G. Panaccione et al., J. El. Spec. Rel. Phen. in press, 2006 S. Colonna et al., Nucl. Instr. Meth. Phys. Res. B 246, 131, 2006 A. Kanjilal et al., J. Phys. IV 132, 301, 2006 R. Rousseau et al., J. Phys. Chem. B 110, 10862 (2006) Prodotti della ricerca (2006)


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Principali collaborazioni F. Boscherini, Univ. Bologna G. Pacchioni, M. Milani, Univ. Milano-Bicocca I. Pronin, Istituto IOFFE St. Petersburg - Russia A. Fortunelli, CNR-Pisa H.-J. Freund, FHI-Inst. Berlin – Germany V. Di Castro, Univ. La Sapienza G. Stefani, Univ. Roma 3 M. Sauvage-Simkin, LURE, Orsay – France G. Scoles, SISSA Trieste A. Selloni, Princeton University -USA U. Valbusa, R. Buzio, G. Bracco, M. Canepa, Univ. Genova A. Armigliato, R. Balboni, IMM-CNR Bologna M.-P. Pileni, Université Pierre et Marie Curie – France C. Henry, Centre National de la Recherche Scientifique – France G. Renaud, Commissariat à l'Energie Atomique – France U. Heiz, University of Ulm - Germany F. P. Netzer, Karl-Franzens University – Austria M. Urbakh - Tel Aviv University, Israel I. Etsion - Technion, Haifa, Israel G. Carlotti, G. Gubbiotti, Univ. Perugia F. Albertini, IMEM-CNR – Parma R. Felici - OGG Grenoble, France A.R. Bishop - Los Alamos National Laboratory, Los Alamos, USA O.M. Braun - National Academy of Sciences of Ukraine, Ukraine E. Tosatti - SISSA and ICTP, Trieste N. Manini - Univ. Milano A. Fasolino - University of Nijmegen, The Netherlands




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Teoria e modeling computazionale di materiali e processi per le nanoscienze

Commessa: Teoria e modeling computazionale di materiali e processi per le nanoscienze

Progetto: Nanoscienze e nanotecnologie Dipartimento: Materiali e Dispositivi Responsabile: FIORENTINI VINCENZO

Risultati conseguiti Tra i lavori completati pubblicati o in corso di pubblicazione: - Simulazioni atomistiche e meccanica del continuo della resistenza a frattura fragile di materiali ceramici nano-strutturati - Dinamica molecolare tight-binding e sue applicazioni alla evoluzione microstrutturale di silicio contenente difetti - Simulazioni atomistiche di grossa taglia per evoluzione microstrutturale di silicio impiantato e nano-cristallino - Simulazioni atomistiche sulla coalescenza di cluster giganti di carbonio in fase vapore - Calcolo di Tc e analisi della transizione superconduttiva in metali alcalini sotto alte pressioni - Effetto del doping isoelettronico sulle proprieta' superconduttive di MgB2 - Teoria dei cluster vacanza-fluoro in Si - Teoria a bande self-interaction-free per cuprati magnetici - Struttura elettronica e transizioni di fase magnetiche in CuO drogato con Mn - Diffusione di Cu e vacanze su Cu (001) in presenza di indio - Simulazione QMMM dell'azione sul DNA di farmaci anticancro a base platino - Simulazione del legame dell'antramicina al DNA Prodotti della ricerca (2006)

Principali collaborazioni Sono attive collaborazioni con gruppi sperimentali e teorici in Italia (ex-INFM come S3, Democritos, MDM, Matis; CNR-IMM; ST Agrate...) e all'estero (FU Berlino, Philips Belgio, U Barcelona...). Le interazioni tecnico/computazionali privilegiate sono con il CINECA di Bologna e con il CASPUR di Roma, come menzionato. Alcuni dei partecipanti sono anche titolari di una grande infrastruttura per il calcolo scientifico in fase di installazione, come menzionato in precedenza. E' stato avviato un progetto sui materiali multiferroici con finanziamento parziale della Fondazione Banco di Sardegna.




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0 0 0 0 0 0 0 0 Nanochimica

Commessa: Nanochimica Progetto: Nanoscienze e nanotecnologie Dipartimento: Materiali e Dispositivi Responsabile: MANNA LIBERATO

Risultati conseguiti i) Individuazione di meccanismi di formazione di nanocristalli di CdTe di forma a tetrapod; ii) Sintesi di nanocristalli ibridi Au-CoPt3 a forma di dimero; iii) Sintesi di nanocristalli a base di ossido di ferro a forma di tetrapod, e studio delle loro proprietà magnetiche. iv) Scoperta di un meccanismo di crescita di nanocristalli di CdSe che passa attraversa la formazione di "Magic Sizes", e implementazione di questi nanocristalli in diodi emettitori nel blu; v) Scoperta di nuovi meccanismi di internalizzazione di nanocristalli funzionalizzati con GSH da parte dell'hydra vulgaris; vi) Sviluppo di un nuovo sistema ibrido organico-inorganico e di bassa cito-tossicità, basato su nanocristalli di ossido di ferro (magnetici) funzionalizzati con oligotiofeni (fluorescenti), per studi di marcatura e separazione cellulare; vii) Sviluppo di un metodo rivoluzionario di sintesi "seeded-growth based" di nanocristalli di CdSe/CdS ad altissima monodispersità in diametro e lunghezza, di elevate rese quantiche di fluorescenza (oltre 70%) e loro allineamento laterali su aree di svariati micron tramite campi elettrici; vi) Studio tramite microRaman di nanocristalli di CdTe a forma di tetrapod. Prodotti della ricerca (2006)

Principali collaborazioni CNR-IC (Bari), CNR-INFM-TASC (Trieste), Universtià di Monaco (Germania), Università di Amburgo (Germania), Politecnico di Monaco (Germania), CNR-INSA, Tolosa (Francia), CNR-CEMES, Tolosa (Francia), Politecnico di Milano, CNR – Istituto di Cibernetica, Napoli, Swiss Light Source, Villigen (Svizzera), University of Riverside (California, USA), CNR-ISOF (Bologna).




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0 0 0 0 0 0 0 0 Proprieta' elettroniche e strutturali di sistemi a bassa dimensionalita'

Commessa: Proprieta' elettroniche e strutturali di sistemi a bassa dimensionalita' Progetto: Nanoscienze e nanotecnologie Dipartimento: Materiali e Dispositivi Responsabile: MORGANTE ALBERTO

Risultati conseguiti Per la prima volta determinazione strutturale di film autoassemblati di alcantioli su Au(111): diimostrazione del ruolo rilevante di adatomi e vacanze di Au nel processo di autoassemblaggio. Caratterizzazione strutturale e chimica di altri sistemi basati sul legame tiolo-Au: nanofili di cisteina su Au(110). Misure spettroscopiche e strutturali di film di pentacene e Cu-ftalocianina su Au. Misure spettroscopiche e strutturali di film spessi di pentacene su Cu(119); interazione intermolecolare e dispersione della banda HOMO. Proprietà elettroniche e strutturali di film di PTCDA su Ge. Formazione di uno strato parzialmente ordinato metastabile per deposizione a freddo. Caratterizzazione degli spettri di fotoionizzazione di aminoacidi (glicina, metionina e prolina) in fase gassosa a varie energie. Osservazione di due conformeri della prolina. NEXAFS di cluster di titanio in fascio supersonico. Orbitali 4f in complessi di metalli di transizione. Prima osservazione sperimentale degli stati doppiamente eccitati di He metastabile con radiazione di sincrotrone. Caratterizzazione quantomeccanica completa del processo di fotoionizazione e decadimento in molecole biatomiche. Prodotti della ricerca (2006)

Principali collaborazioni Universite' Pierre et Marie Curie (Paris, F); University of Ljubljana (SLO); University of Nova Gorica (SLO); Università di Princeton (USA); Università di Erlangen; Università Cattolica di Brescia; Universita' di Genova; Universita' di Milano Bicocca; Universita' di Roma3, ICTP (Trieste); SISSA (Trieste); Università di Firenze; Università di Milano; Università di Roma; CNR-IMIP; CNR-ISM, Università di Trieste, CNRS-LCAM (Paris F), Inorganic Chemistry Laboratory-Oxford (GB), KTH Stockholm (S), Manchester University (GB), State University of Aerospace Instrumentation ( St. Petersburg RU), ETH Zurigo; Università di Zurigo; Università di Regensburg; Università di Perugia; SOLEIL; Università della British Columbia, Vancouver Canada; Columbia University New York USA.




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0 0 0 0 0 0 0 0 Nanoscienza per applicazioni Biomediche e Tecnologiche

Commessa: Nanoscienza per applicazioni Biomediche e Tecnologiche Progetto: Nanoscienze e nanotecnologie Dipartimento: Materiali e Dispositivi Responsabile: DI FABRIZIO ENZO MARIO

Risultati conseguiti 1) La realizzazione di un sistema di misure di forze nel range dei picoNw e la combinazione del trapping ottico con le spettroscopie Raman e di fluorescenza per lo studio dello stress cellulare, 2) Fabbicazione di cristalli fotonici in guida su Silicio, con inclusione di difetti puntuali (cavità) e difetti lineari 3) Progettazione e realizzazione di sistemi microfluidici per il controllo dinamico di reazioni chimiche di interesse biologico con volumi nel range del picolitro e scala temporale del microsecondo. I dispositivi microfluidici, considerati dei microreattori, dovranno essere compatibili con misure di spettrocopia a raggi X , infrarossa e microRaman. La scelta dei materiali, le geometrie e gli ingombri dovranno essere compatibili con queste necessita' di utilizzo. 4) Progettazione e realizzazione di strutture nanopillars metallici (Oro e Argento) per l'amplificazione di misure SPR su molecole biologiche. 5) Realizzazione di dispositivi 3D con geometrie non Manattan-like per la realizzazione di dispositivi ottici non convenzionali (ottiche diffrattive-rifrattive), per l' applicazione a studi di base sulla bagnabilità delle superfici Prodotti della ricerca (2006)

Principali collaborazioni Progetto MIUR RBAU0157P2 "Progetto e fabbricazione di pinze ottiche per applicazioni alla nano scienza e alle bio tecnologie" 2003-2006 Collaborazione con il CRS S3 di Modena Collaborazione col CRS di Lecce Progetto MIUR RBNE01XPYH "Studio, realizzazione e sperimentazione di micro sistemi per il rilascio controllato in situ di farmaci." 2003-2006 5 Unità. Collaborazione con: Università di Genova, Univ. Parma, Istituto tumori Milano, Sincrotrone Elettra. Collaborazioni nell'ambito di progetti UE: ....Integrated Project (VI PQ) Progetto Europeo integrato NAPA TTCEE0005 "nuove tecnologia litografiche" Collaborazione con 11 partners europei.


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Collaborazione, Progetto Europeo SAXIER( 2006-2008), Austrian Academy of science, 6 partners+6 subcontract Collaborazione MIT, Boston-US, prof. Francesco Stellacci. Collaborazione Molecular Foundry, Lawrence Livermore Laboratori, Berkeley, Dr. Stefano Cabrini Collaborazione Prof.Rakesh Kumar Department of Physics CCS University Meerut-2005 India Collaborazione University of Osaka, Japan, dr. Remo Proietti




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0 0 0 0 0 0 0 0 Sintesi ed ottimizzazione di sistemi aventi almeno una dimensione nanometrica per il loro possibile utilizzo in dispositivi elettronici, optoelettronici, spintronici o in catalizzatori, e lo studio delle proprietà strutturali, ottiche ed elettroniche

Commessa: Sintesi ed ottimizzazione di sistemi aventi almeno una dimensione nanometrica per il loro possibile utilizzo in dispositivi elettronici, optoelettronici, spintronici o in catalizzatori, e lo studio delle proprietà strutturali, ottiche ed elettroniche

Progetto: Nanoscienze e nanotecnologie Dipartimento: Materiali e Dispositivi Responsabile: SORBA LUCIA

Risultati conseguiti Sono stati sintetizzati 2DEG ad alta mobilità in AlGaAs/GaAs e InAlAs. E' stata determinata la composizione chimica superficiale con XPEEM di punti quantici di InAs/GaAs. Nanofili di GaAs e InAs sono stati ottenuti con catalizzatore Au o Mn e il loro drogaggio è stato determinato sia in fili nominalmente non drogati che drogati. E' stata osservata luminescenza da fase wurtzite del GaAs. La qualità strutturale dei fili è stata determinata su base statistica con misure Raman. E' stato compreso il meccanismo che riduce l'incorporazione di In in InGaAsN. Sono stati realizzati diversi tipi di campioni (evaporazione di C60 su superfici patternate di silice e modificazioni di superfici di LDPE con PECVD) e ne sono state studiate le proprietà nanotribologiche. E' stato svolto lo studio dei meccanismi di crescita di SWCNT, MWCNT e fibre di carbonio con CVD. Sono state studiate su scala nanometrica le proprietà struttura ed elettroniche di SWCNT con funzionalizzazione organica.

Studio della struttura e della reattività di ossidi, leghe e metalli di transizione e la struttura geometrica di film sottili di allumina con tecniche di diffrazione. Prodotti della ricerca (2006)

Principali collaborazioni Università di Cambridge (A. Ferrari, J. Robertson) Università di Milano ( P. Milani) Università di Padova (G. Granozzi e G. Mistura) Sincrotrone Elettra (A. Goldoni e A. Locatelli) Fondazione don Gnocchi ( F. Gramatica) Università di Leoben (A) (C. Teichert) Tokyo Institut of Technology University (N. Yamamoto) Spring 8 (F.Z. Guo) CrS NEST (F. Beltram, V. Pellegrini, A. Tredicucci) Università di Modena e RE (: Affronte) Università "La Sapienza" di Roma (M. Capizzi) Università di Bologna (F. Boscherini) Università di Padova (M. Berti) Istituto IMEM-CNR di Parma (G. Salviati) Istituto IFN-CNR di Roma (L. Mariucci) ESRF di Grenoble (F) (D' Acapito) Università di Parma (M: Geddo) Università di Pavia (S. Sanguinetti) Università di Marburgo (D) (J. Scholz) Tyndal National Institute (E) (E. O'Reilly) Università di Trieste (M. Prato) SISSA (S. Baroni) Lund University-Sweden Universita' di Genova University of Vienna, Austria




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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 nanotecnologie Dipartimento: Materiali e Dispositivi Responsabile: FANCIULLI MARCO

Risultati conseguiti - Realizzazione sperimentale e caratterizzazione teorica di strutture drogate a bassa dimensionalità in Si (Si, SOI, nanocristalli); - Dimostrazione della manipolazione dello spin elettronico mediante campi esterni; - Determinazione dei tempi di coerenza nel bulk; - Studio delle proprietà di magnetotrasporto in MOSFETs basati su silicio; - Comprensione dal punto di vista teorico delle proprietà dei donori in silicio sottoposto a campi elettrici ed a stress ed in nanostrutture; - Sviluppo di una tecnica cavità-free per EPR a largo range di frequenze (risultati preliminari); - Caratterizzazione del rumore telegrafico in MOSFET scalati in condizioni di basse T, alti campi magnetici ed in presenza di microonde - Realizzazione di strutture idonee allo studio dele proprietà ottiche di molecole fluorescenti al variare del campo elettrico applicato. Pubblicazioni: 13 Brevetti:1 Presentazioni a conferenze internazionali: 1 su invito 10 contributi Organizzazione di un Workshop internazionale sulla Risonanza di spin elettronico in sistemi a bassa dimensionalità (marzo 2006). Prodotti della ricerca (2006)

Principali collaborazioni Nazionali: Università di Milano Bicocca, Università di Pisa, Università di Pavia, Università di Trieste Internazionali: CEMES – CNRS (Tolosa), Boston University (Boston), MEPHI (Mosca), Kookmin University (Seoul), EPFL (Losanna)




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Nanofotonica

Commessa: Nanofotonica Progetto: Nanoscienze e nanotecnologie Dipartimento: Materiali e Dispositivi Responsabile: TREDICUCCI ALESSANDRO


Principali collaborazioni Cambridge University (UK), Physical Sciences Inc. (USA), Thales (F), Teraview (UK), DLR (FRG), Lund University (S), Rice University (USA), Tohoku Inversity (JAPAN), ENEA, AMC Italy, Toshiba Research Europe (UK), University of Copenhagen (Dk), Siegen University (FRG), Università di Montepellier (F), Technical University of Vienna (A), IKZ- Berlino (FRG), Laboratorio TASC, Università di Parma, CIRIL-Università di Caen (F), Università di Uppsala (S), Università di Bari, Università di Amburgo, Politecnico di Milano




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3 0 0 0 0 0 0 3 Nanostrutture a semiconduttore per la nanoelettronica e la spin-fotonica

Commessa: Nanostrutture a semiconduttore per la nanoelettronica e la spin-fotonica Progetto: Nanoscienze e nanotecnologie Dipartimento: Materiali e Dispositivi Responsabile: PELLEGRINI VITTORIO

Risultati conseguiti Osservazione della diffusione Rayleigh risonante in prossimità di transizioni di fase quantistiche nel regime Hall quantistico. Osservazione dello stato metallico di fermioni composti in bistrati elettronici


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a fattore di riempimento pari a uno e debole accoppiamento tra i due strati. L'evidenza è basata sulla rivelazione delle transizioni di spin-flip attraverso il livello di Fermi dello stato metallico dei fermioni composti tramite misure di diffusione risonante di luce. Osservazione della evoluzione delle eccitazioni di spin in punti quantici in funzione del campo magnetico a temperature di 200mK tramite misure di diffusione anelastica di luce. Definizione dei protocolli per la nanofabbricazione di punti quantici e punte di contatto quantiche su strutture InGaAs/AlInAs (In % = 75) tramite litografia a fascio elettronico e attacco chimico a secco. Prodotti della ricerca (2006)

Principali collaborazioni Columbia University: Prof. Aron Pinczuk Bell laboratories: Dr. Loren Pfeiffer Harvard University: Prof. Robert Westervelt Texas University: Prof. Allan MacDonald Walter Schottky Institute: Prof. Gerhard Abstreiter, Matt Grayson Institute of Solid State Physics Chernogolovka: Prof. Valeri Dolgopolov Missuri University: Prof. Giovanni Vignale S3-Modena: Prof. E. Molinari, G. Goldoni, M. Rontani




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3 0 0 0 0 0 0 3 Proteine fluorescenti per la bioeletronica

Commessa: Proteine fluorescenti per la bioeletronica Progetto: Nanoscienze e nanotecnologie Dipartimento: Materiali e Dispositivi Responsabile: NIFOSI' RICCARDO

Risultati conseguiti Messa a punto di un biosensore per il pH e per la concentrazione di alogenuri basato sul mutante F64L/S65T/T203Y (E2GFP) della proteina fluorescente verde GFP. Struttura a raggi X di E2GFP e di E1GFP (con mutazioni F64L/T203Y) in varie condizioni di pH e di concentrazione di Cl- e di I-.


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Studio del processo di trasduzione del peptide Tat11 (derivato dalla proteina TAT di HIV) in vivo tramite l'analisi della distribuzione di fluorescenza. Simulazione al calcolatore dell'isomerizzazione cis-trans del cromoforo in E2GFP, e costruzione di un modello molecolare per il photoswitching. Modellizzazione al calcolatore della struttura elettronica e dello spettro vibrazionale di tutti i cromofori modello delle proteine intrinsecamente fluorescenti note. Sviluppo di un modello Coarse Grained a singolo centro per simulazioni di dinamica molecolare su lunghe scale temporali di proteine e acidi nucleici e applicazione allo studio della proteasi di HIV-1 e del ribosoma batterico S70. Prodotti della ricerca (2006)

Principali collaborazioni Prof. Roberto Cingolani, Università di Lecce; Prof. Cristiano Viappiani, Università di Parma; Prof. Yi Luo, KTH Stoccolma; Prof. Maurizio Persico, Università di Pisa; Prof. J. Andrew McCammon, Università della California, San Diego.




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2 0 0 0 0 0 0 2 Trasporto mesoscopico in nanostrutture ibride

Commessa: Trasporto mesoscopico in nanostrutture ibride Progetto: Nanoscienze e nanotecnologie Dipartimento: Materiali e Dispositivi Responsabile: GIAZOTTO FRANCESCO

Risultati conseguiti I risultati conseguiti attualmente sui sistemi ibridi consistono: 1) Realizzazione e caratterizzazione magneto-elettrica di giunzioni Josephson superconduttore/semiconduttore Nb/InGaAs. 2) Fabbricazione e studio del trasporto elettronico (Coulomb blockade) in punti quantici realizzati in InGaAs. 3) E' in atto la realizzazione e la caratterizzazione elettrica di microrefrigeratori superconduttivi Al/AlOx/Cu operanti a 0.3 K.


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4) Il trasporto di calore nel regime di effetto Hall quantistico e' attualmente sotto investigazione dal punto di vista teorico 5) Il trasporto di carica e calore di nonequilibrio spin-dipendente in nanostrutture superconduttrici e' attualmente sotto investigazione dal punto di vista teorico. Prodotti della ricerca (2006)





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3 0 0 0 0 0 0 3 Fluidi quantistici e sistemi elettronici fortemente correlati alla nanoscala e in dispositivi

Commessa: Fluidi quantistici e sistemi elettronici fortemente correlati alla nanoscala e in dispositivi

Progetto: Nanoscienze e nanotecnologie Dipartimento: Materiali e Dispositivi Responsabile: SENATORE GAETANO

Risultati conseguiti Predizione di: (i)effetto di spessore e disordine sulla suscettività di spin in gas elettronici bidimensionali (2DEG) in Si-MOSFETs; (ii) effetto della correlazione sul drag in bipiani elettronici. Studio preliminare di: (iii)effetto di asimmetrie di massa in 2DEG in AlAs QWs sotto stress e (iv)fasi esotiche in 2DEG diluiti. Predizione di: (v)energetica esatta di un filo quantistico modello e sua parametrizzazione per applicazioni DFT; (vi)spettro rotazionale di cianoacetilene in clusters di He (con messa a punto di funzioni di correlazione in tempo immaginario per un calcolo efficiente e caratterizzazione microscopica di linee spettrali deboli); (vii)equazione di stato di para-H-2 solido; (viii)effetto di vacanze in para-H-2; (ix)orientazione di legami e disclinazioni nell'He liquido, (x)condensazione di He-4 in fasci di nanotubi di Carbonio e transizione di svuotamento in He-4 adsorbito in "wedges" lineari. (xi)Messa a punto di una tecnica (QMC) per il calcolo delle forze senza approssimazioni aggiuntive alla fixed-node.


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Principali collaborazioni M. Kalos (Livermore), W.A. Lester (Berkley), C. Umrigar (Cornell), M. Cole (PennState), M. Barranco (Barcelona), D. Ceperley (Urbana), K. Schmidt (Arizona State), D. Neilson (Camerino), M Boninsegni (Edmonton), C. Filippi (Leiden), W. Jaeger e P.N.Roy (Edmonton), G. Bachelet (Roma), P. Gori-Giorgi (Parigi), S.E. Hernandez (Buenos Aires), F. Stienkemeier (Friburgo), M. Casula (Urbana), G. Vignale (Missouri), K. Golden (Vermont), M. Shayegan (Princeton).




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5 0 0 0 0 0 0 5 Teoria, simulazione e progetto assistito dal calcolatore di materiali nanostrutturati

Commessa: Teoria, simulazione e progetto assistito dal calcolatore di materiali nanostrutturati

Progetto: Nanoscienze e nanotecnologie Dipartimento: Materiali e Dispositivi Responsabile: BARONI STEFANO

Risultati conseguiti 1) caratterizzazione degli step di reazioni chimiche quali: deidrogenazione di CH4, formazione di CH3OH a partire da CH4 ed O2, adsorbimento ed epossidazione di C2H2, ossidazione di CO, catalizzate da metalli di transizione (Rh, Ag, Ni) o mediate da superfici di ossidi ceramici (CeO2, ZrO2); 2) caratterizzazione delle nanostrutture organiche formate da tioli e acidi benzoici su superfici metalliche; 3) descrizione del magnetismo di nanomagneti molecolari quali i bis-ftalocianinati di terre rare, delle interfacce tra metalli magnetici, e dei nanofili; 4) caratterizzazione di nanostrutture modello con caratteristica di semi-metallicità e studio della diffusione di metalli su nanotubi di carbonio; 5) descrizione della polarizzazione microscopica in ossidi; 6) calcolo della conduttanza balistica in nanofili; 7) descrizione dell'attrito tra pneumatico e asfalto bagnato, tra molecole isomere, tra molecole e superfici solide; 8) messa a punto di un metodo innovativo per la simulazione delle proprietà ottiche di nano-sistemi con la teoria TDDFT. Un gruppo di teoria e simulazione numerica della materia è stato costituito presso il laboratorio di luce di sincrotrone ELET


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Principali collaborazioni Università di Trieste, SISSA (Trieste), Laboratorio TASC CNR-INFM (Trieste), Laboratorio ELETTRA (Trieste), CNR-ITAE (Messina), Max-Planck-Institut FKF (Stuttgart), CRS-S3 (Modena), ICTP (Trieste), Uni. Firenze, University College London, Uni. Milano, Politecnico di Milano, Unità Nuovi Materiali dell'ENEA, Princeton University, University of Tokyo, AIST-NEDO (Tsukuba), Uni. Stoccolma, University of Buenos Aires, University of Minnesota, Università dell'Aquila, Laboratorio MDM (Agrate Brianza), Université Pierre et Marie Curie (Parigi), Massachusetts Institute of Technology, University of California at Davis, Ecole Polytechnique Fédérale de Lausanne, JNCASR (Bangalore, India), University of Minnesota.




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21 0 0 0 0 0 0 21 Modelizzazione molecolare di sistemi biologici

Commessa: Modelizzazione molecolare di sistemi biologici Progetto: Nanoscienze e nanotecnologie Dipartimento: Materiali e Dispositivi Responsabile: CARLONI PAOLO

Risultati conseguiti In questo anno abbiamo caratterizzato il meccanismo di riconoscimento molecolare di un potente farmaco antitumorale come l'antramicina che si lega covalentemente al DNA. Inoltre sono stati individuati i potenziali fattori responsabili della resistenza che le cellule tumorali sviluppano verso farmaci contenenti platino. In questo studio un ruolo di fondamentale importanza e' stato attribuito alla flessibilita' del minor groove del DNA. Uno studio dettagliato delle proprieta' dinamiche e strutturali e dello stato di protonazione e' stato effettuato per due enzimi metallici contenenti Zn e farmacologicamente rilevanti come la metallo-beta-lattamasi CphA e il fattore letale dell'antrace. Infine sono stati individuati i meccanismi molecolari che permettono a due proteine redox di fondamentale importanza biologica come il blu di rame (azzurrina) e la rubredossina di funzionare in maniera estremamente efficiente.


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Principali collaborazioni Tutti i progetti di ricerca sopra elencati sono svolti in stretta collaborazione con gruppi di ricerca nazionali od internazionali: Prof. J. Reedijk Leiden University, Paesi Bassi Prof. A. Vila University of Rosario, Argentina. Prof U. Rothlisberger, EPFL, Lausanne, Svizzera. Dr. A. Pastore, National Institute for Medical Research, Londra. Prof. G. Sava Universita' di Trieste Prof S. Gustincich SISSA, Trieste Dr. F. Persichetti, SISSA, Trieste Prof. P Ruggerone, Universita' di Cagliari.




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5 0 0 0 0 0 0 5 Nanotecnologie applicate a semiconduttori, ossidi e isolanti

Commessa: Nanotecnologie applicate a semiconduttori, ossidi e isolanti Progetto: Nanoscienze e nanotecnologie Dipartimento: Materiali e Dispositivi Responsabile: PASSASEO ADRIANA




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0 0 0 0 0 0 0 0 Valorizzazione e promozione della ricerca

Commessa: Valorizzazione e promozione della ricerca Progetto: Nanoscienze e nanotecnologie Dipartimento: Materiali e Dispositivi Responsabile: BATTAGLIA CRISTINA






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Effetti di coerenza e superfluidità nei gas bononici e fermionici

Commessa: Effetti di coerenza e superfluidità nei gas bononici e fermionici Progetto: Sistemi ottici e quantistici con fotoni e atomi ultrafreddi Dipartimento: Materiali e Dispositivi Responsabile: DALFOVO FRANCO

Risultati conseguiti Nel 2005 il gruppo ha pubblicato 45 articoli su riviste internazionali, di cui 13 in Physical Review Letters. Nel 2006 sono stati sottomessi 78 articoli, di cui 46 già pubblicati e, tra questi, 12 Physical Review Letters. Gli articoli pubblicati dal gruppo di Trento negli ultimi dieci anni hanno finora ottenuto più di 5000 citazioni (dati ISI-Thomson). Prodotti della ricerca (2006)

Principali collaborazioni Le attività svolte nel 2006 includono collaborazioni con studiosi di vari centri nazionali e inetrnazionali. Tra questi: LENS (Firenze), ENS (Paris), JILA and University of Colorado (Boulder), University of Innsbruck, University of Heidelberg, Los Alamos National Laboratory, Universitat Politecnica de Catalunya (Barcelona), Institut de Ciences Fotoniques (Barcelona), Scuola Normale Superiore (Pisa), Technische Universitaet Muenchen (Garching), Université Paris-Sud, TFVS Universiteit Antwerpen, Kapitza Institut for Physical Problems (Moskow), Institut d'Optique CNRS Orsay (Paris), Universidade de Lisboa, University of Texas (Austin), CUNY Staten Island (New York), gruppo di fotonica dell'Università di Trento.




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0 0 0 0 0 0 0 0 Manipolazione ottica e magnetica di gas degeneri: nuovi materaili e dispositivi

Commessa: Manipolazione ottica e magnetica di gas degeneri: nuovi materaili e dispositivi

Progetto: Sistemi ottici e quantistici con fotoni e atomi ultrafreddi Dipartimento: Materiali e Dispositivi Responsabile: MINARDI FRANCESCO


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Risultati conseguiti Nel 2005 sono stati pubblicati 20 articoli su riviste quasi esclusivamente internazionali, tra cui 5 Physical Review Letters. L'attivià sperimentale nel 2005 ha conseguito: il raffreddamento simpatetico tra atomi di Rb e di Cs, lo studio dell'effetto delle interazioni interatomiche sul tunnelling dei condensati (Pisa); il raffreddamento di diversi isotopi di Sr mediante laser; la caratterizzazione delle instabilità nel trasporto di condensati in potenziali periodici; la produzione di condensati in presenza di potenziali disordinati ottenuti mediante fasci laser dal profilo d'intensità disomogeneo e casuale; l'osservazione di risonanze di scattering tra atomi di K e di Rb; la prosecuzione della costruzione di un nuovo apparato per miscele di Rb e K degeneri. Nel 2006 sono stati pubblicati 11 articoli tra cui 1 Physical Review Letters, 1 Review of Modern Physics e 1 Nature. L'attività sperimentale ha prodotto: oscillazioni di Bloch di lunga durata con atomi ultrafreddi in potenziali periodici, le prime evidenze di molecole eteronucleari degeneri, la produzione di una miscele degenere K/Rb, condensati in potenziali disordinati ottenuti mediante reticoli di passo incomensurabile. Prodotti della ricerca (2006)

Principali collaborazioni Sono attive collaborazioni con: gruppo teorico del CRS-BEC ed Università di Trento, JILA and University of Colorado (Boulder), NIST (Gaithersburg, MD), Université de Rennes, Max Planck Institut (Dresden), University of Nottingham, Università di Firenze, Università di Catania, Istituto di Ottica Applicata (INOA), Istituto Nazionale di Fisica Nucleare (INFN).




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0 0 0 0 0 0 0 0 Matrici di sensori a base di materiali nanostrutturati di ossidi metallici (MOX), semiconduttori organici e loro miscele per applicazioni ambientali, alimentari e biomediche

Commessa: Matrici di sensori a base di materiali nanostrutturati di ossidi metallici (MOX), semiconduttori organici e loro miscele per applicazioni ambientali, alimentari e biomediche

Progetto: Sensori e microsistemi Dipartimento: Materiali e Dispositivi Responsabile: SBERVEGLIERI GIORGIO


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Risultati conseguiti La principale attività presso SENSOR si è rivolta allo studio, alla preparazione e alla caratterizzazionea di film sottili, film organici ma soprattutto nanowires / nanobelts monocristallini di ossidi metallici semiconduttori. Una nuova linea di ricerca è stata sviluppata con successo e riguarda i biosensori per la rilevazione di DNA senza l'ausilio di marcatori, con elevata sensibilità, e con buona selettività, per fornire le basi di una rivelazione di DNA molteplice, integrata, e ad elevata capacità di trattamento per controlli genetici estesi, rilevazione di pericoli biologici e per sicurezza alimentare. Si è contunato con l'analisi statistica dei dati, per il SOE e per la bioinformatica. Sono state messe a punto nuove metodologie di crescita di film sottili tramite sputtering deposition e di crescita di nanostrutture quasi-unidimensionali dai processo VLS e VS. Per la prima volta è stato possibile realizzare sensori ottici a PL utlizzando i nanowire di MOX e in particolare lo ZnO. CASTI nel progetto europeo MULTIPROTECT ha svolto lo studio sperimentale e teorico per la realizzazione di coatings ibridi nanostratificati con nanoparticelle. Prodotti della ricerca (2006)

Principali collaborazioni University of Manchester, Manchetser, UK Semiconductor Physics Institute, Vilnius, Lithuania Kaunas Medical University Hospital, Kaunas, Lithuania Biodiversity SPA, Brescia, Italy Umwelt-Systemtechnik GmbH, Gera, Germany South Manchester University Hospitals Trust, Manchester, UK Istituto Superiore sui Sistemi Territoriali per l'Innovazione (SiTI), Torino Politecnico di Torino, Dipartimento di Scienza dei Materiali ed Ingegneria Chimica, Torino Istituto Superiore Mario Boella, Torino Multidisciplinar Institute for Development Research and Applications (MIDRA), Firenze Valsala- Helsinki Finland EADS, Munich, Germany Consiglio Nazionale delle Ricerche Istituto per la Microelettronica ed i Microsistemi, Lecce EME, Universitat de Barcelona, Spain Fraunhofer IPM, Freiburg Germany LEPMI-ENSEEG, Grenoble, France FAE, Barcelona, Spain SACMI, Imola, Italia Lisa, Reggio Emilia, Italia INFN, Laboratori di Legnaro, Italia




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0 0 0 0 0 0 0 0 Fisica dei materiali nanostrutturati per sensoti di gas

Commessa: Fisica dei materiali nanostrutturati per sensoti di gas Progetto: Sensori e microsistemi Dipartimento: Materiali e Dispositivi Responsabile: MADDALENA PASQUALINO






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6 0 0 0 0 0 0 6 Soft Materials nano strutturati per fotonica, modelli teorici, tecniche ottiche di dispositivi e sistemi per applicazioni

Commessa: Soft Materials nano strutturati per fotonica, modelli teorici, tecniche ottiche di dispositivi e sistemi per applicazioni

Progetto: Sviluppo e applicazione di materiali organici e colloidali Dipartimento: Materiali e Dispositivi Responsabile: MAZZULLA ALFREDO

Risultati conseguiti 25 articoli con I.F. medio 3.7


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Mol. Cryst. Liq. Cryst. 454 (2006) 271-279; Appl. Opt. 45 (2006) p. 3929-3924; Appl. Phis. Lett., 89, 031114 (2006); Mol. Cryst. Liq. Cryst. 449 (2006) 147-160; Inorg. Chem. Commun., 9 (2006); Dalton Trans., (2006) 330; Inorg. Chim. Acta, 359 (2006) 1666; J. Organomet. Chem., 691 (2006) 1138; Coord. Chem Rev., 250 (2006) 1373; OPT EXPR 14 (7) (2006) 2695-2705; Chem. Eur. J., 12 (26), pp. 6738-6747 (2006); Chem. Bio. Chem., 161 (3), pp. 241-250 (2006); J. Inorg. Biochem., 100 (9), pp. 1575-1578 (2006); Applied Physics Letters 89 (12), 121109, (2006); OPT EXPR (17): 7737-7744 2006; Appl. Phys. Lett. 89 (12): Art. No. 121109 SEP 18 2006; Appl. Phys. Lett. 89 121105 2006; OPT EXPR 14 (12): 5548-5557 JUN 12 2006; Appl. Opt. 45 (16): 3721-3727 JUN 1 2006; Jour. Of Nonlin. Opt. Phys. & Mater. 15 (1): 33-42 MAR 2006; IEEE Jour. Of Quant. Electr. 42 1084-1090(2006); Mol. Cryst. Liq. Cryst. 450 403-414 2006; Appl. Phys. Lett in stampa July 2006; Adv. Mat. in stampa; Dalton Trans. in stampa (2006). Brevetto: Metodo di misura in tempo reale del dicroismo circolare, G. Cipparrone, P. Pagliusi, C. Provenzano e A. Mazzulla; richiesta di deposito Ottobre 2006 Prodotti della ricerca (2006)

Principali collaborazioni Università della Calabria - Centro di Eccellenza CEMIF.CAL, Rende Dip. di Fisica, Università della Calabria Dip. di Chimica, Università della Calabria Prof. A. D'Alessandro Dip. Ingn. Elettron., Università La Sapienza, Roma Prof. G .Abbate Dip. Scienza Fisiche, Università Federico II, Napoli Prof. G. Assanto Dept Elect Engn, NooEL Nonlinear Opt & OptoElect Lab, Univ. Roma Tor Vergata, Roma Prof. G. Chilaya Georgian Acad Sci, Inst Cybernet, Tbilisi, GE-380060 Rep of Georgia Dott. S. Palto Russian Acad Sci, AV Shubnikov Crystallog Inst, Moscow (Russia) CaLCTec S.r.l., Cosenza (Società Spin-Off).




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Modelli teorici con tecniche ottiche di dispositivi e sistemi per applicazioni

Commessa: Soft Materials nano strutturati per fotonica, modelli teorici, tecniche ottiche di dispositivi e sistemi per applicazioni

Progetto: Sviluppo e applicazione di materiali organici e colloidali Dipartimento: Materiali e Dispositivi Responsabile: CONIGLIO ANTONIO






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0 0 0 0 0 0 0 0 Soft Matter e nanotecnologie per elettronica e di interesse biomedico e applicazioni tecnologiche correlate

Commessa: Soft Matter e nanotecnologie per elettronica e di interesse biomedico e applicazioni tecnologiche correlate

Progetto: Sviluppo e applicazione di materiali organici e colloidali Dipartimento: Materiali e Dispositivi Responsabile: GIOCONDO MICHELE

Risultati conseguiti 20 Articoli su riviste internazionali . I.F. medio: 2.81 1. Mol. Cryst. Liq. Cryst. 454 (2006) 271-279; I.F. 2. Solid State Ionics, (2006), 177, 581. 3. OPTICS EXPRESS 14 (7) (2006) 2695-2705 4. Virtual Journal of Nanoscale Science and Technology 11 (8), 2005 5. APPLIED PHYSICS LETTERS 88 (10): Art. No. 101105 MAR 6 2006


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6. PHYSICAL REVIEW LETTERS 96 (1): Art. No. 019802 JAN 13 2006 7. PHYSICS OF THE SOLID STATE, 48 (6): 1210-1213 JUN 2006 8. Physical Review Letters 96, 128501-1-128501-4 (2006). 9. Space Science Reviews 122, 321-328 (2006). 10. Europhysics Letters 75, 832-838 (2006). 11. Solid State Ionics, Accepted. 12. sent for publication on Molecular crystals and Liquid Crystals 13. sent for publication on Liquid Crystals 14. in press on Appl. Phys. Lett – July 2006 15. Solid State Ionics 177 (2006) 581-588, 16. Solid State Ionics,In Press, 2006, 17. Thin Solid Films, in press 18. APPLIED PHYSICS LETTERS 89 (12): Art. No. 121109 SEP 18 2006 19. OPTICS EXPRESS 14 (17): 7737-7744 AUG 21 2006 20. Annales Geophysicae 24, 2735-2741 (2006) Prodotti della ricerca (2006)

Principali collaborazioni EPR italiane: • CNR-IMM sez. di Napoli (strutture in silicio poroso per fotonica ed elettro-ottica) EPR straniere: • Cristallografy Institute – Mosca (Russia) (materiali fotosensibili); • Russian Academy of Science, Institute of Mechanical Problems, Mosca (Russia) (materiali auto-assemblanti); • Istituto di Cibernetica, Tiblisi (Georgia) (sistemi guest-host CL-dye); • CNRS, CEMES - Toulouse (F) (materiali auto-assemblanti); Privati: • CaLCTec S.r.l., Cosenza (Società Spin-Off) (realizzazione prototipi/strumentazione); Università: • Università della Calabria - Centro di Eccellenza CEMIF.CAL, Rende (CS) (materiali organici multilayered); • Università Politecnica delle Marche - Dip. di Fisica & Ingegneria dei Materiali & Territorio, Ancona (materiali per optical storage); • Università Federico II - Dip. di Scienze Fisiche, Napoli (misure spettroscopiche); • Università di Roma "La Sapienza" - Dip. Ingegneria Elettronica, Roma (materiali auto-assemblanti) ; • Università di Exeter - Scuola di Fisica, Exeter (GB) (misure spettroscopiche); • Università del Colorado, Physics Dept., Boulder (USA) (materiali auto-assemblanti)




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0 0 0 0 0 0 0 0 Film di materiali polimerici: effett di confinamento superficiale ed applicazioni

Commessa: Film di materiali polimerici: effett di confinamento superficiale ed applicazioni

Progetto: Sviluppo e applicazione di materiali organici e colloidali Dipartimento: Materiali e Dispositivi Responsabile: ROLLA PIERANGELO

Risultati conseguiti I maggiori risultati sono stati ottenuti nello sviluppo di nuovi materiali: Film polimerici ad alta barriera all'ossigeno ottenuti con spray coating di nanoclay. Film polimerici flessibili nanostrutturati con proprietà ottiche nel visibile, sensibili all'orientamento ed alla deformazione meccanica. Nuovi materiali polimerici da fonti rinnovabili con proprietà termoplastiche modulate (Bioplast). Polarizzatori ottici lineari a base di polietilene e cromofori organici nanodispersi Film poliolefinico termoretraibile a migliorata barriera. E' stata inoltre sviluppata una tecnica originale per FFM operante nel modo di non-contatto (NC-FFM) basata su sensori piezoelettrici di tipo a tuning fork. E' questo un metodo nuovo per lo studio locale delle forze dissipative su materiali soffici che non sempre rispondono bene ad indagini AFM di contatto. Infine è stato portata a termine la costruzione di un prototipo per la pirolisi a microonde di scarti industriali. Prodotti della ricerca (2006)

Principali collaborazioni INFM-CNR CRS "soft"-Roma LENS-Firenze ICCOM-CNR Milano Politecnico e Istituto Boella di Torino Naval Res.Lab-Washington Max Planck-Mainz JILA, Boulder Colorado NIST, Gaithersburg Maryland Università: Perugia, Genova, Freiburg, Katowice (Silesian) Pittsbourgh, Tokio (Waseda) Centro Italiano Packaging




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0 0 0 0 0 0 0 0 Sviluppo e valorizzazione prototipi

Commessa: Sviluppo e valorizzazione prototipi Progetto: Sviluppo e applicazione di materiali organici e colloidali Dipartimento: Materiali e Dispositivi Responsabile: BARBERI RICCARDO

Risultati conseguiti - 10 prototipi in via di sviluppo - Mostra itinerante ITA per incontro ricerca-imprese. 2 manifestazioni a Roma e Milano. Incontro con la Confindustria Cosenza/Calabria - 17 Articoli su riviste internazionali + 2 accettati per la pubblicazione 1) Journal of Nonlinear Optical Physics and Materials 15 (2006) 23 2) Applied Physics Letters 89 (2006) 031114 3) Molecular Crystals and Liquid Crystals 449 (2006) 147-160 4) Optics Express 14 (2006) 2695-2705 5) Physical Review Letters 96 (2006) 019802 6) Molecular Crystals and Liquid Crystals 453 (2006) 123-140 7) Physics of the Solid State 48 (2006) 1210-1213 8) Applied Physics Letters 88 (2006) 101105 9) Journal of Refractive Surgery 22 (2006) 178-186 10) Journal of Optical Society of America A 23 (2006) 777-787 11) Journal of Refractive Surgery 22(2006) 656-664 12) Journal of Biomechanics 39 (2006) 2719-2724 13) Applied Physics Letters 89 (2006) 121109 14) Optics Express 14 (2006) 7737-7744 15) Journal of Cataract and Refractive Surgery 32 (2006) 1378-1384 16) Ferroelectrics 336 (2006) 247-254 17) Physical Review Letters 97 (2006) 167802 Prodotti della ricerca (2006)

Principali collaborazioni Prof. Guram Chilaya, Institute of Cybernetics, Euli str. 5, 0186 Tbilisi, Georgia. Prof. Charles Rosenblatt, Western Case Reserve University Cleveland, Ohio, USA Dr. L. Oriol, Quimica Organica Facultad de Ciencias-ICMA. Universidad de Zaragoza-CSIC, Spain Dr. E. D. Mishina, Moscow Institute of Radioengineering, Electronics and Automation, Russia Dr Marco Lombardo, Medico Oculista specialista di Chirurgia Rifrattiva, Università Magna Graecia di Catanzaro.


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0 0 0 0 0 0 0 0 Applicazioni di potenza della Superconduttività

Commessa: Applicazioni di potenza della Superconduttività Progetto: Materiali, sistemi e dispositivi superconduttivi avanzati Dipartimento: Materiali e Dispositivi Responsabile: GRASSO GIOVANNI

Risultati conseguiti I principali risultati ottenuti possono essere così riassunti: -Lo studio dell'effetto del disordine nei sistemi superconduttori a due bande sulle varie proprietà: Temperatura, campi e correnti critiche, resistività, magnetoresistività e conducibilità termica nello stato normale. -L'ossservazione, per la prima volta nella letteratura internazionale, del passaggio da superconduttore a due gap a superconduttore a gap singola nel diboruro di Magnesio. -Il completamento del trasferimento del Know how sulla preparazione di cavi di lunghezza chilometrica allo spinn off Columbus Superconductors. -La realizzazione, da parte di Ansaldo, con l'utilizzo di tale cavo del primo magnete per MRI medicale al mondo criogen free realizzato in diboruro di Magnesio. -La realizzazione da parte di Paramed delle prime immagini NMR medicali con tale magnete. -Non ultimo, si orrebbe citare l'avvenuta trasformazione in SPA di Columbus, con aumento di capitale versato di 1.8M�, aumento di capitale sottoscritto per quote significative sia direttamente da CNR, sia da alcuni ricercatori della Commessa. Prodotti della ricerca (2006)



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7 0 0 0 0 0 0 7 Materiali funzionali e dispositivi

Commessa: Materiali funzionali e dispositivi Progetto: Materiali, sistemi e dispositivi superconduttivi avanzati Dipartimento: Materiali e Dispositivi Responsabile: FERDEGHINI CARLO

Risultati conseguiti Durante l'anno sono stati depositati fil sottili e realizzati dispositivi planari basati su ossidi polifunzionali. In particolare sono state realizzate valvole di spin planari basate su manganiti, dispositivi ad effetto di campo basati su ossido di zinco e dispositivi magnetici tipo spin torque. le valvole di spin hanno mostrato isteresi magnetica compatibile con la presenza di multidomini. è stata studiata l'interazione dei domini magnetici con corrente polarizzata in spin, l'evoluzione dei domini al variare di temperatura campo magnetico e campo elettrico. nei dispositivi di tipo spin torque è stata osservata un'isteresi della resistenza in funzione della intensità di corrente interpretabile con la rotazione dei domini meno pinnati in seguito al fenomeno di spin torque. Prodotti della ricerca (2006)

Principali collaborazioni Collaborazioni: Università di Napoli, Università di Roma II Tor Vergata, DPMC- Université de Geneve CH; University of Augsburg D; University of Twente NL; Osaka University Japan; Chalmers University of Technology, Sweden; NTNU, Norway; Cambridge University UK;




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2 0 0 0 0 0 0 2 Studio e caratterizzazione di nanodispositivi elettronici fortemente correlati

Commessa: Materiali funzionali e dispositivi Progetto: Materiali, sistemi e dispositivi superconduttivi avanzati Dipartimento: Materiali e Dispositivi Responsabile: SASSETTI MAURA

Risultati conseguiti Descriveremo i principali risultati ottenuti per ogni tematica. 1) Stadi di bordo e cariche frazionarie: a) Calcolo della corrente di quasiparticelle in una geometria Hall ad antidot. b) Individuazione di una procedura universale per la misura della carica frazionaria. Principale lavoro: A.Braggio, N.Magnoli, M.Merlo, M.Sassetti, Phys. Rev. B74, R041304 (2006). 2) Trasporto dipendente dallo spin in quantum dot laterali: a) Spiegazione di dati sperimentali per la conduttanza differenziale di un dot planare in campo magnetico. b) Applicazione del metodo di Hartree Fock non ristretto in quantum dot e correzione delle rotture di simmetria spaziale e di spin. Principali lavori: M.C.Rogge, F.Cavaliere, M.Sassetti, R.J.Haug, B.Kramer, Physica E 32, 442 (2006). M.C.Rogge, F.Cavaliere, M.Sassetti, R.J.Haug, B.Kramer, New Journal of Physics 8, 298 (2006). 3) Proprietà di trasporto in sistemi nanoelettromeccanici: a) Scoperta di un andamento non monotono della corrente e del rumore rispetto all'intensità del rilassamento dell'oscillatore. b) Soppressione anomala del fattore di Fano. Principale lavoro: F.Haupt, F.Cavaliere, R.Fazio, M.Sassetti, Phys. Rev B 74, 205328 (2006). Prodotti della ricerca (2006)

Principali collaborazioni Prof. Rosario Fazio, Scuola Normale Superiore di Pisa. Prof. Giuseppe Falci Dipartimento di Metodologie Fisiche e Chimiche, Università di Catania. Dr. Elisabetta Paladino MATIS-INFM-CNR, Catania. Prof. J. Koenig Institut fuer Theoretische Physik III, Ruhr-Universit¨at Bochum, Germania. Prof. B. Kramer, International University Bremen, Germania. Prof. Tobias Brandes, Technische University, Berlin, Germania. Prof. Antti-Pekka Jauho, Technical University of Denmark, Lyngby, Danimarca Prof. Klaus von Klitzing, Max Planck Institute, Germania.


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Prof. Rolf Haug, Institut fuer Festkoerperphysik, Hannover, Germania. Prof Amir Yacoby, Harvard University, (USA). Prof. Heung-Sun Sim, Department of Physics, Korea Advanced Institute of Science and Technology, Daejeon (Korea).




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4 0 0 0 0 0 0 4 Studi su sistemi fermionici pesanti

Commessa: Studi su sistemi fermionici pesanti Progetto: Materiali, sistemi e dispositivi superconduttivi avanzati Dipartimento: Materiali e Dispositivi Responsabile: PARMIGIANI FULVIO

Risultati conseguiti E' stata misurata la superficie di Fermi per cobaltati a differente drogaggio. In particolare è stato determinato il drogaggio elettronico effettivo per atomo di Co per i vari sistemi. Tramite spettroscopia di fotoemissione è stato possible determinare la massa elettronica efficace che, essendo di 15-30 masse elettroniche pone questi sistemi a pieno diritto tra sistemi fermionici pesanti. Si è effettuato una serie di misure in dipendenza della temperatura perdeterminare se il comportamento di tali sistemi è compatibile con una descrizione del tipo "Fermi liquid". Sono state efettuate anche esperimenti di fotoemissione risonante al fine di studiare le configurazioni elettroniche della anda di valenza in funzione della temperatura. Per manganiti si continua l'attività di ricerca tramite spettroscopia di scattering inelastico, tali misure ci hanno già permesso di misurare transizioni d-d per manganiti. Per il germanato di rame CuGe1-xSixO3 si è riuscito a determinare sperimentalmente tramite spettroscopia RIXS una struttura che è stata interpretata come il picco di singoletto di Zhang-Rice. Prodotti della ricerca (2006)

Principali collaborazioni Collaborazioni su tecniche e sviluppo competenze: ARPES: Z.X. Shen, K. Shen, Y. Chen, T. Pardini – Stanford University (USA) Z. Hussain – ALS (USA) C. Fadley – UC Davis CA (USA)


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CRIOSTATO:J.P. Kappler, Ph. Sainctavit – IPCMS Strasbourg (France) (collaborazione ufficialmente terminata) SPETTROMETRO FLUORESCENZA D. Cocco, K.C. Prince, M. Matteucci – Sincrotrone Trieste (Italy) MICROSCOPIE M. Kiskinova, B. Kaulich – Sincrotrone Trieste (Italy) E. Di Fabrizio – TASC-INFM (Italy) RIXS Christof Woell Ruhr-Universitaet Bochum (Germany) Collaborazioni scientifiche: SILICIURI: D. Van der Marel, F. Carbone – Materials Science Center, Groningen (The Netherlands) MANGANITI L. Malavasi, G. Flor – Dept. of Chemistry and Physics, University of Pavia (Italy) FULLERENI A. Goldoni – Sincrotrone Trieste (Italy) COBALTATI V. Brouet Laboratoire de physique des Solides Université Paris-Sud,Orsay (France) RUTENATI: A. Damascelli University of British Columbia - Vancouver (Canada)




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0 0 0 0 0 0 0 0 Interplay tra superconduttività e magnetismo

Commessa: Interplay tra superconduttività e magnetismo Progetto: Materiali, sistemi e dispositivi superconduttivi avanzati Dipartimento: Materiali e Dispositivi Responsabile: NOCE CANIO

Risultati conseguiti Sono stati realizzati e caratterizzati cristalli di Srn+1RunO3n+1 sia in fase singola che eutettica. Sono state effettuate misure di suscettività, magnetizzazione e resistività. Nel caso dei sistemi stratificati di Nb/CuNi e Nb/PdNi sono stati preliminarmente osservati comportamenti anomali di gamma legati alla presenza di accoppiamento p tra gli strati S. Relativamente allo studio teorico dei superconduttori ferromagnetici è stato determinato il diagramma di fase in funzione della temperatura per opportuni parametri microscopici; l'andamento in temperatura del gap superconduttivo e della magnetizzazione. Per gli ossidi (Sr,Ca)n+1RunO3n+1 è stato determinato il diagramma di fase in funzione dei vari parametri microscopici che controllano i diversi meccanismi di interazione ed è stato determinato il carattere magnetico, orbitale e di carica delle fasi. E' stato determinato il diagramma di fase relativamente alla coesistenza tra superconduttività e magnetismo in sistemi mesoscopici.


Principali collaborazioni S. Bergeret (Madrid); P. Horsch (Stuttgart); Y. Maeno (Kyoto); A. M. Olés (Crakow); J. Ranninger (Grenoble); M. Sigrist (Zurich); J. Van den Brink (Leiden); S. Goren (Beer-Sheva); E. Olsson (Goteborg); L. Marchese (Alessandria); H. Braun (Bayerouth)




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8 0 0 0 0 0 0 8 Fenomeni di trasporto in materiali superconduttori

Commessa: Fenomeni di trasporto in materiali superconduttori Progetto: Materiali, sistemi e dispositivi superconduttivi avanzati Dipartimento: Materiali e Dispositivi Responsabile: ATTANASIO CARMINE

Risultati conseguiti E' stato determinato il coefficiente di trasparenza in multilayer e valutato l'andamento del parametro di anisotropia gamma in funzione dello spessore del materiale ferromagnetico. E' stato realizzata la messa a punto di un sistema bolometrico. Sono state acquisite nuove conoscenze sulla possibilità di incrementare la corrente critica di MgB2 e di confrontare prestazioni di nastri cavi diversi. E' stato realizzato un sistema criomagnetico per misure ad alta corrente. Verrà realizzata una camera di prova dell'avvolgimento in MgB2 raffreddato con cryocooler. E' stata studiata la dipendenza anomala della corrente critica dall'angolo di orientazione del campo magnetico in multistrati di Nb/Pd ed è stata valutata la dipendenza dallo spessore di meccanismi di pinning in film sottili di Nb granulare. E' stata infine valutata l'energia di attivazione in triilayers F/S/F del tipo LCMO/YBCO/LCMO. Prodotti della ricerca (2006)


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Principali collaborazioni Jan Aarts, University of Leiden, Leiden, Paesi Bassi; Peter Kes, University of Leiden, Leiden, Paesi Bassi; Serghej Prischepa, BSUIR Minsk, Bielorussia; Alexander Lykov, Lebedev Institute, Mosca, Russia; Rene Flukiger, University of Geneva, Ginevra, Svizzera; B. Caplin, Imperial College, Londra, Regno Unito; Dimitri Roditchev, Parigi, Francia M. Aprili, CNRS Paris,Francia; A. Sidorenko, Academy of Sciences Kishinev, Moldova and University of Ausburg, Germania; Universita' di Cluj-Napoca, Romania; The Technical University of Denmark (Prof. N.F. Pedersen); University of Tel Aviv (Prof. B. Malomed), Argonne National Laboratory (Prof. J.F. Zasadzinski),Universidad del Valle (Prof. E. Baca).




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12 0 0 0 0 0 0 12 Deposizione e diagnostica di film sottili di materiali innovativi

Commessa: Deposizione e diagnostica di film sottili di materiali innovativi Progetto: Materiali, sistemi e dispositivi superconduttivi avanzati Dipartimento: Materiali e Dispositivi Responsabile: MILETTO GRANOZIO FABIO

Risultati conseguiti Tra i risultati di particolare interesse, citiamo: Realizzazione di campioni sottili ed ultrasottili di diverse manganiti e diversi cuprati con ottime proprietà di superconduttive/magnetiche, elevatissima qualità strutturale e superfici atomicamente piatte. La realizzazione di due tipi di dispositivi innovativi di tipo spintronico: a) basati sull'effetto spin-valve all'interfaccia di bilayer manganite/permally; b) basati sul controllo della dinamica di bordi di dominio magnetici in nanocostrizioni. un avanzamento di conoscenza sulle proprietà elettroniche e morfologiche di film epitassiali di SrTiO3 e TiO2 ridotti in ossigeno mediante opportuni trattamenti termici, grazie all'analisi in-situ mediante tecniche XPS, LEED ed STM. la dimostrazione di effetti di anisotropia in film ultrasottili di manganiti legati al campo di strain generato dagli steps del substrato, e la transizione 3D -> 2D per spessori decrescenti.

La dimostrazione di come la natura della transizione metallo-isolante di film di manganiti cresciuti sotto strain compressivo può essere efficacemente analizzata studiandone gli effetti sugli spettri di XAS (misure in dicroismo) ed NMR. Prodotti della ricerca (2006)

Principali collaborazioni Oltre alle collaborazioni "istituzionali" con le altre commesse di CNR-INFM-Coherentia, ed a quelle ampiamente consolidate con CNR-INFM-LAMIA e CNR-ICIB, citiamo: • Dr. Joerg Zegenhagen, Beamline Scientist ID32 ESRF Grenoble France, diffrazione di duperficie • Prof. Lucio Braicovich, Dipartimento di Fisica Politecnico di Milano – ESRF Grenoble, Scattering risonante di raggi X • Ø. Fischer, DPMC University of Geneva, Analisi delle proprietà di film epitassiali • Dr. X. Torrelles, Instituto de Ciencia de Materiales in Barcelona , Diffrazione X ad incidenza radente • Davide Boschetto, Laboratoire d'Optique Appliquee (LOA), Ecole Polytechnique - ENSTA, Dinamiche ultraveloci in esperimenti pump-probe • Juan Carlos Campuzano, University of Illinois and Argonne National LABS, Spettrocopia ARPES • Roberto De Renzi, Università di Parma, Dipartimento di Fisica, Spettroscopia NMR. • Darrel G Schlom, Department of Materials Science and Engineering, Penn State University, crescita di film sottili per MBE • B. Freelon, Advanced Light Source, Lawrence Berkeley National Laboratory, spettroscopia di emissione ed assorbimento di raggi X




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9 0 0 0 0 0 0 9 Dispositivi superconduttori ed aspetti fondamentali della superconduttività sotto irraggiamento laser

Commessa: Dispositivi superconduttori ed aspetti fondamentali della superconduttività sotto irraggiamento laser

Progetto: Materiali, sistemi e dispositivi superconduttivi avanzati Dipartimento: Materiali e Dispositivi Responsabile: PEPE GIOVANNI PIERO


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Risultati conseguiti Sistema misure di efftto Josephson fino a T=0.3K, completo di acquisizione di segnale ed analisi dei dati; sistema per la caratterizzazione di dispositivi spintronici fino a T=2K; Sistema di misura per spettroscopia risolta in tempo (100fs) per lo studio di rilassamenti elettronici sia in ampiezza che in fase -in fase di completamento-; Sistema NDE basato su SQUIDs e sensori em convenzionali per analisi nondistruttive su materiali industriali; facilities fotolitografiche risoluzioni ultime di 1micron e sistemi per wet e dry etching; Sistemi UHV a magnetron sputtering per la deposizione difilm sottili superconduttivi sia a bassa che ad alta temperatura critica, metalli ed ossidi. Prodotti della ricerca (2006)

Principali collaborazioni CNR Institute of Cybernetics, Naples: LTS JJs fabrication on electro-optical substrates (LiNbO3 and LiTaO3) and for junction modelling; Technical University of Denmark (Prof. N.F. Pedersen), Denmark, for Josephson junction electrodynamics and modelling; University of S. Luis de Potosi and South Caroline University USA (Prof. B. Ivlev), Mexico: nonequilibrium superconducitivty and quantum physics University of Twente NL (Prof. A. Golubov): nonequilibrium superconductivity and proximity effect in superconductor/ferromagnet hybrid heterosctructures and devices; University of Erlangen D (Prof. A. Ustinov): quantum escape measurements in Josephson escape measurements; CSNSM, Orsay, Paris F (Prof. M. Aprili): design and realization of three terminal devices employing superconductor/ferromagnetic structures.




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Aspetti fondamentali della fisica delle perovskiti

Commessa: Aspetti fondamentali della fisica delle perovskiti Progetto: Materiali, sistemi e dispositivi superconduttivi avanzati Dipartimento: Materiali e Dispositivi Responsabile: MARRUCCI LORENZO

Risultati conseguiti Vedi commessa. Prodotti della ricerca (2006)

Principali collaborazioni Vedi commessa.




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12 0 0 0 0 0 0 12 Attività RSTL Elenco pubblicazioni dell’Istituto

Articoli ISI

1 De Salvador, D; Napolitani, E; Mirabella, S; Bisognin, G; Impellizzeri, G; Carnera, A; Priolo, F - Atomistic mechanism of boron diffusion in silicon - PHYSICAL REVIEW LETTERS, Vol. 97, Pagg. -

2 Di Marino, M; Napolitani, E; Mastromatteo, M; Bisognin, G; De Salvador, D; Carnera, A; Mirabella, S; Impellizzeri, G; Priolo, F; Graoui, H; Foad, MA - B diffusion and activation phenomena during post-annealing of C co-implanted ultra-shallow junctions - NUCLEAR INSTRUMENTS & METHODS IN PHYSICS RESEARCH SECTION B-BEAM INTERACTIONS WITH MATERIALS AND ATOMS, Vol. 253, Pagg. 46-49

3 Faraci, G; Pennisi, AR; Zontone, F; Li, BQ; Petrov, I - Expansion and melting of Xe nanocrystals in Si - PHYSICAL REVIEW B, Vol. 74, Pagg. -


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progettuali



editoriali

2006 0 0 0 0 2 0 0 1 0 0

4 Crupi, I; Degraeve, R; Govoreanu, B; Brunco, DP; Roussel, P; Van Houdt, J - Profiling of traps in SiO2/Al2O3 gate stack by the charge pumping technique - MATERIALS SCIENCE IN SEMICONDUCTOR PROCESSING, Vol. 9, Pagg. 889-891

5 Fubini, A; Haas, S; Roscilde, T; Tognetti, V; Verrucchi, P - Quantum phase transition in spin systems studied through entanglement estimators - OPEN SYSTEMS & INFORMATION DYNAMICS, Vol. 13, Pagg. 445-453

Articoli non ISI

1 P.Orgiani, Y.Cui, J.Chen, V.Ferrando, A.V.Pogrebnyakov, J.M.Redwing, Qi Li, X.X.Xi - MgB2 films, fibers and heterostructures grown by an innovative Hybrid Physical-Chemical Vapor Deposition technique - Advances in Science and Technology , Vol. 47, Pagg. 55-

2 A. Barone, M. Ejrnes, E. Esposito, R. Latempa, S. Pagano, L. Parlato, G.Pepe - Superconductive radiation detectors: challenges and some recent achievements - physica status solidi (c), Vol. 3, Pagg. 3104-3109

3 A. Andreone, A. Barone, F. Lombardi and F. Tafuri - The discovery of High-Tc superconductivity-unexpected discovery, unconventional behaviour - Iranian Journal of Physics Research, Vol. 6, Pagg. 75-81

4 G. P. Pepe, M. Amanti, C. De Lisio, R. Latempa, N. Marrocco, L. Parlato, G.Peluso, A. Barone, R. Sobolewski, and T. Taneda - Ultrafast photoresponse of superconductor/ferromagnet nb/nicu heterostructures - physica status solidi (c), Vol. 3, Pagg. 2968-2971

5 R. Di Felice and D. Porath - Visions in Bio-Molecular Nano-Electronics in FP7 - E-nano Newsletter , Vol. 3, Pagg. 9-


1 H.-W. Hübers, S. G. Pavlov, H. Richter, A. D. Semenov, L. Mahler, A. Tredicucci, H. E. Beere, and D. A. Ritchie - Heterodyne receiver at 2.5 THz with quantum cascade laser and hot electron bolometric mixer - SPIE Astronomical Telescopes and Instrumentation, Orlando, FL, USA

Libri

1 V. Fiorentini, P. Delugas, and A. Filippetti - A theoretical view on the dielectric properties crystalline and amorphous high-k materials and films - Advanced Gate Stacks on High-Mobility Semiconductors, edited by A. Dimoulas, E. Gusev, P. McIntyre, and M. Heyns (Series in Advanced Microelectronics), Springer,

2 O. Pulci, E. Degoli et al. - Ab-Initio Theories for the Calculation of Excited States Properties - EPIOPTICS-8, Proceedings of the 33rd Course of the International School of Solid State Physics Erice edited by Antonio Cricenti, World Scientific Publishing ,

3 A. Marini, R. Del Sole, A. Rubio - Approximate functionals from many-body perturbation theory - Time-Dependent Density Functional Theory Series: Lecture Notes in Physics , Vol. 706, Springer,

4 F. Dalfovo, L.P. Pitaevskii and S. Stringari - Bose-Einstein condensates - Collana: Encyclopedia of Mathematical Physics - Volume: 1, Elsevier,

5 G. Goldoni, F. Troiani, M. Rontani, D. Bellucci, E. Molinari, U. Hohenester - Collective properties of electrons and holes in coupled quantum dots - “Quantum dots: fundamentals, applications, and frontiers” - Nato Science Series II edited by B.A. Joyce, P.C. Kelires, A.G. Naumovets, D.D. Vvedensky, Springer , Berlin

6 P. Delugas, V. Fiorentini, A. Filippetti, and G. Pourtois - Dielectric Properties Of High-k Materials : A Theoretical View - in Physics and Technology of High-k Dielectrics - IV, ECS Trans. 3, Electrochemical Society, Pennington

7 P. Delugas, V. Fiorentini, and A. Filippetti - Dielectric properties of rare-earth oxides : general trends from theory - M. Fanciulli and G. Scarel (eds.), Rare Earth Oxide Thin Films: Growth, Characterization, and Applications, Topics Appl. Physics 106, Springer, Berlin

8 M. Nisoli, S. De Silvestri, G. Sansone, L. Poletto, P. Villoresi, S. Stagira, C. Vozzi, O. Svelto - Effects of carrier-envelope phase of few-cycle pulses on high-order harmonic generation - Progress in Ultrafast Intense Laser Science I , Springer-Verlag, Berlin Heidelberg

9 P. Calvani - Effects of strong charge-lattice coupling on the optical conductivity of transition-metal oxides - Proc. of the Int. School of Physics E. Fermi Vol. CLXI, ed. by G. Iadonisi and J. Ranninger, IOS Press, Amsterdam

10 A. Filippetti, V. Fiorentini, and G. M. Lopez - Electronic Structure Of Defects In Dielectrics With Electronic Correlation - Physics and Technology of High-k Dielectrics - IV, ECS Trans. 3, Electrochemical Society, Pennington

11 R. Di Felice and A. Calzolari - Electronic structure of DNA derivatives and mimics by Density Functional Theory - Modern methods for theoretical physical chemistry of biopolymers, Elsevier,

12 E. Cancellieri, P. Bordone, C. Jacoboni - Exchange Effects in the Wigner-Function Approach - “Nonequilibrium Carrier Dynamics in Semiconductors”, Springer Proc. in Physics 110, Springer,

13 C. Spezzani, S. Cherifi, M. Sacchi, J. Vogel, M. Fabrizioli and G. Panaccione - Laterally confined magnetic systems studied by synchrotron radiation techniques - Magnetic Properties of Laterally Confined Nanometric Structures, G. Gubbiotti, Transworld Research Network,

14 G. Ausanio, C. Hison, V.Iannotti, C. Luponio, L. Lanotte - Magnetoelastic Strain and Stress Sensors - Enciclopedia of Sensors, vol 5, C. A. Grimes, E.C. Dickey and M.V. Pishko,

15 R. Rinaldi, G. Maruccio, A. Biasco, P.P. Pompa, A. Bramanti, V. Arima, P. Visconti, S. D’Amico, E. D’Amone, and R. Cingolani - Metalloprotein-based electronic nanodevices - Bionanotechnology - Proteins to Nanodevices, Springer, Netherlands

16 F. Ciardelli, O. Pieroni, S. Bronco, C. Cappelli, G. Ruggeri, A. Pucci - Modulation of the superstructure and response of macromolecules through molecular interactions and nanodispersion - Functional Nanomaterials, K.E. Geckeler and E. Rosenberg Eds., American Scie,

17 R. Rinaldi, G. Maruccio - Molecular Electronics - WILEY ENCYCLOPEDIA OF BIOMEDICAL ENGINEERING , WILEY,

18 R. Rinaldi, G. Maruccio - Nano-Bio Electronics - Series on Nanotechnology for Life Sciences - Vol 4 (Nanodevices for Life Sciences), WILEY-VCH Weinheim , Berlin

19 R Bizzarri, R Nifosì, P Pingue, V Tozzini, F Beltram - Nano-Sized Optical Devices for Applications in Proteomics and Biomolecular Electronics: Engineered Green Fluorescent Proteins - Functional Nanomaterials , KE Geckeler and E Rosenberg Eds,

20 A. Marini, R. Del Sole, A. Rubio - Optical properties of solids and nanostructures from a many-body xc-kernel - Time-Dependent Density Functional Theory Series: Lecture Notes in Physics , Vol. 706, Springer,

21 M. Labardi, M. Allegrini - Phenomenology of friction at the mesoscale by atomic force microscopy - Advances in Contact Mechanics: Implications for Materials Science, Engineering and Biology, R. Buzio and U. Valbusa Eds., Transworld research Network, Research Signpost, , Kerala, India

22 J. Schou, S. Amoruso, and J.G. Lunney - Plume Dynamics - Laser ablation and its applications, Ed. C. Phipps, Springer-Verlag, Berlin-Heidelberg

23 P.G. Gucciardi, R. Micheletto, Y. Kawakami, M. Allegrini - Polarization-Modulation Techniques in Near-Field Optical Microscopy for Imaging of Polarization Anisotropy in Photonic Nanostructures - Applied Scanning Probe Methods, Vol. II, B. Bhushan and H. Fuchs Eds., Springer , Berlin Heidelberg New York

24 M. G. Grimaldi, G. Impellizzeri, S. Mirabella, L. Romano - Proceedings of the 15th International Conference on Ion Beam Modification of Materials (IBMM) - Nuclear Instruments and Methods B , Elsevier,

25 E. Napolitani, A. Kuznetsov, W. Skorupa, M. Foad - Proceedings of the E-MRS Symposium on “Si-based Materials for Advanced Microelectronic Devices: Synthesis, Defect and Diffusion” - Nuclear Instruments and Methods B, vol. 253 , Elsevier,

26 G. Ferrari, E. Cancellieri, P. Bordone, C. Jacoboni - Quantum Phonon-Limited High-Field Electron Transport in Semiconductors - Nonequilibrium Carrier Dynamics in Semiconductors, Springer Proc. in Physics 110, springer,

27 F. Bordignon, P. Dore, P. Postorino - Raman del film pittorico e del supporto - Il guerriero di Ceri. Tecnologie per far rivivere e interpretare un capolavoro della pittura etrusca su terracotta., ENEA Unita' Comunicazione,

28 C. De dominicis, I. Giardina - Random Fields and Spin Glasses - , Cambridge University Press , Cambridge

29 E. Carlino - STEM ed EELS ovvero Microscopia Elettronica a Scansione in Trasmissione e Spettroscopia Elettronica a perdita di Energia - 1956-2006 Cinquanta anni di microscopia in Italia tra storia, progresso ed innovazione, Società Italiana di Scienze Microscopiche,

30 O. Tikhomirov, M. Labardi, M. Allegrini - Scanning Probe Microscopy Applied to Ferroelectric Materials - Applied Scanning Probe Methods, Vol. III, B. Bhushan and H. Fuchs Eds., Springer, Berlin Heidelberg New York

31 G. Salviati, L. Lazzarini, N. Armani, F. Rossi, V. Grillo - Spettroscopia ottica in microscopia elettronica mediante catodoluminescenza applicata a nanostrutture di semiconduttori - 1956-2006 Cinquanta anni di microscopia in Italia tra storia, progresso ed innovazione, Società Italiana di Scienze Microscopiche,

32 S.Corni, J.Tomasi - Studying SERS from Metal Nanoparticles and Nanoparticles Aggregates with Continuum Models - Surface Enhanced Raman Scattering - Physics and Applications, Springer, Berlin

33 E.R. Hernandez, A. Antonelli, L. Colombo, P. Ordejon - The calculation of free energies in semiconductors: defects, transitions and phase diagrams - Topics in Applied Physics, vol.104, Springer-Verlag, Berlin-Heidelberg

34 L. Colombo, M. Ippolito, A. Mattoni, F. Cleri - Theory and atomic-scale simulation of brittle fracture in complex materials - Advances in Contact Mechanics: Implications for Materials Science, Engineering and Biology, Transworld Research Network, Kerala, India

35 Bruno Samorì, Giampaolo Zuccheri, Anita Scipioni and Pasquale De Santis - Towards an increase of the hierarchy in the construction of DNA-based nanostructures through the integration of inorganic materials - Nanotechnology: Science and Computation , Springer,

Rapporti

1 G. Goldoni, M. Rontani, A. Bertoni, F. Troiani, D. Bellucci, E. Molinari, and C. Cavazzoni - Correlated quantum states of artificial atoms and molecules via the Configuration Interaction method

2 R. Di Felice, M.C. Righi, C.A. Pignedoli, C.M. Bertoni, A. Catellani - First principles description of C, Si, and H adsorption on b-SiC surfaces

3 R. Di Felice, A. Calzolari, H.Y. Zhang, M. Cavallari, E. Molinari, A. Garbesi - Simulation of DNA derivatives and mimics


1 E. Molinari et al. - Blow-Up: Images from the Nanoworld

Risultati di valorizzazione applicativa

1 M. Rontani, G. Goldoni, C. Cavazzoni - DONRODRIGO 2 E. Karantzoulis, G. Penco, A. Perucchi, M. Ortolani, S. Lupi - Nuova strumentazione per la comunità

scientifica: : "Rivelazione di luce coerente nel dominio del TeraHertz dal sincrotrone ELETTRA di Trieste"

3 Carlo Andrea Rozzi , A. Castro, H. Appel, A. Rubio, F. Lorenzen, M.A.L. Marques, M. Oliveira, X. Andrade - Octopus

4 Ji-Hua Xu, Lukas Mahler, Richard Green, Fabio Beltram, A. Tredicucci, D. Ritchie, H. Beere, J. Hensley, D. Fenner M. Alen - Realizzazione dei primi laser THz a cascata quantica operanti in cavità esterna per larga accordabilita' in frequenza (> 2%)

5 A. Calzolari, A. Ferretti, B. Bonferroni, C. Cavazzoni, M. Buongiorno Nardelli - WanT


INFM dispone di grandi strumenti per l'analisi fine della materia, tra cui le beamlines presso sincrotroni e sorgenti di neutroni, la strumentazione per la realizzazione di tecniche di microscopia e spettroscopia avanzata, di apparati per le nano- e micro-fabbricazioni, per la litografia ottica ed elettronica, clean rooms, sistemi di deposizione e crescita, dispositivi per la caratterizzazione dc e rf di materiali superconduttori, per lo studio delle proprietà magnetiche, sistemi criogenici, strumentazione ottica e fotonica anche ultraveloce, macchine per il calcolo scientifico avanzato. Un elenco dettagliato è disponibile all'interno delle singole commesse. Considerazioni generali ed elementi di autovalutazione

Considerazioni generali Elementi di autovalutazione Elementi di autovalutazione (2006) Produttività scientifica Nel 2006 le attività si sono articolate su 56 commesse appartenenti a 9 progetti (complessità, fotonica, magnetismo, microelettronica, nanoscienze, ottica e bec, sensori e microsistemi, soft matter e superconduttività) - in seguito ricondotti a 6 - in sinergia con gli istituti CNR afferenti al dipartimento materiali e dispositivi. I risultati conseguiti coprono un ampio spettro di attività, che nel 2006 hanno prodotto 1375 pubblicazioni su riviste internazionali (censite da ISI al 03/05/2007), 6 brevetti depositati, di cui 1 internazionale, e 2 estensioni all'estero, e sono state concesse le licenze per 3 famiglie di brevetti. Tra le pubblicazioni (il cui elenco è riportato in allegato) si segnalano 3 articoli pubblicati sulla rivista Nature, 3 su Science, 2 su Reviews of Modern Physics e 94 Physical Review Letters. Quasi la metà delle pubblicazioni (660) compaiono su riviste con IF >2,5 mentre sono 136 quelle su riviste con un IF>7 (Science, Rev. Mod. Phys., Nature, Chem. Rev., Nat. Mater., Chem. Soc. Rev., Phys. Rep., Adv. Phys., P. Natl. Acad. Sci. USA, Nano Lett., Angew. Chem. Int. Edit., Adv. Mater., Trends Biotechnol., Nucleic Acid Res., Phys. Rev. Lett., J. Am. Chem. Soc.). Nel seguito citiamo alcuni esempi di risultati significativi ottenuti: Un gruppo di ricercatori del laboratorio TASC, in collaborazione con ricercatori viennesi e cechi, sono riusciti per la prima volta a dimostrare un effetto fisico inaspettato che ha consentito di misurare le proprietà magnetiche di alcuni materiali utilizzando un microscopio elettronico in trasmissione, TEM (NATURE: 441(7092), pp 486-488: Detection of magnetic circular dichroism using a transmission electron microscope; Schattschneider, P; Rubino, S; Hebert, C; Rusz, J; Kunes, J; Novak, P; Carlino, E; Fabrizioli, M; Panaccione, G; Rossi, G). Sempre al TASC un diverso gruppo di ricercatori ha ottenuto importanti risultati nell'ambito dello studio delle proprietà dei punti quantici (NATURE: 442(7103), pp. 667-670: Supercurrent reversal in quantum dots, Van Dam, JA; Nazarov, YV; Bakkers, EPAM; De Franceschi, S; Kouwenhoven, LP.). Ricercatori del CRS SOFT in collaborazione con colleghi del laboratorio LENS di Firenze ed in parte del CRS DEMOCRITOS hanno sintetizzato un nuovo materiale amorfo ultraduro, chiamato carbonia (NATURE: 441(7095), pp 857-860: Amorphous silica-like carbon dioxide; Santoro, M; Gorelli, FA; Bini, R; Ruocco, G; Scandolo, S; Crichton, WA). Ricercatori del CRS ULTRAS in collaborazione con le università di Padova e Bordeaux sono riusciti a generare in maniera controllata impulsi di luce della durata di pochi attosecondi, sviluppando una sofisticata strumentazione laser. I risultati sono stati pubblicati su NATURE PHYSICS: 2(5), pp 319-322: Controlling attosecond electron dynamics by phase-stabilized polarization gating, Sola, IJ; Mevel, E; Elouga, L; Constant, E; Strelkov, V; Poletto, L; Villoresi, P; Benedetti, E; Caumes, JP; Stagira, S; Vozzi, C; Sansone, G; Nisoli, M. Lo stesso gruppo, in collaborazione con le Università di Napoli e Padova e con il CNR di Roma, è poi riuscito a realizzare un esperimento che ha permesso di generare e misurare nuovi impulsi di luce ultrabrevi, della durata di 130 attosecondi (SCIENCE: 314(5798), pp. 443-446: Isolated single-cycle attosecond pulses Sansone, G; Benedetti, E; Calegari, F; Vozzi, C; Avaldi, L; Flammini, R; Poletto, L; Villoresi, P; Altucci, C; Velotta, R; Stagira, S; De Silvestri,

S; Nisoli, M.). Uno studio sulle giunzioni Josephon onda-d svolto da parte di un gruppo di ricercatori operanti presso il CRS COHERENTIA è stato pubblicato su Science (SCIENCE: 311(5757), p. 57-60: Quantum dynamics of a d-wave Josephson junction, Bauch, T; Lindstrom, T; Tafuri, F; Rotoli, G; Delsing, P; Claeson, T; Lombardi, F). La terza pubblicazione su Science riguarda i risultati di una ricerca svolta dal CRS SMC in collaborazione con l'università di Barcellona, che potrebbe avere importanti applicazioni nella progettazione di dispositivi miniaturizzati (SCIENCE: 312(5777), pp. 1151-1152: Fluctuations in plasticity at the microscale, Miguel, MC; Zapperi, S). Le due pubblicazioni su REVIEWS OF MODERN PHYSICS riguardano Opportunities for mesoscopics in thermometry and refrigeration: Physics and applications, Giazotto, F; Heikkila, TT; Luukanen, A; Savin, AM; Pekola, JP del CRS NEST e Dynamics of Bose-Einstein condensates in optical lattices, Morsch, O; Oberthaler, M di INFM-CNR di Pisa. Si segnala inoltre il lavoro nel campo della microfluidica di alcuni ricercatori del CRS SOFT, pubblicato su Physical Review Letters, che è stato selezionato come Research Highlights sulla rivista Nature 440 di aprile 2006. Nell'ambito di questo studio, svolto in collaborazione con ricercatori dell'Università di Glasgow, è stata messa a punto una tecnica innovativa per misurare la velocità di un liquido che viaggia in canali micrometrici, che consiste prima nell'intrappolare e poi nel rilasciare ciclicamente particelle sospese nel liquido. Collaborazioni nazionali ed internazionali Nel 2006 sono stati approvati 13 nuovi progetti europei: - Mobile system for non-invasive wound state monitoring (WOUNDMONITOR), presso il LR SENSOR - Rare earth oxide atomic layer deposition for innovations in electronics (REALISE), coordinato dal Tyndall National Institut-University College of Cork, a cui partecipa il LN MDM - Signature for few-bodies correlations in semiconductors quantum nanostructures (NANO-CORR), progetto Marie Curie Intra-European Fellowships, presso il CRS S3 - Protection e-textiles Micro-Nanostructured fibre systems for Emergency Disaster wear (PROTEX), Integrated Project coordinato dal CRS S3 e presentato a Lucerna nel febbraio 2006, il progetto ha come obiettivo lo sviluppo di tessuti innovativi utilizzabili in situazioni estreme. - Thermal Characterization of advanced material in ultra-scaled microlectronic devices (TCAMMAD), progetto Marie Curie Intra-European Fellowships, presso il LN MDM - Novel nanoscale devices based on functional oxide interface (NANOXIDE), coordinato dal LR LAMIA - Emerging Materials for mass storage architectures (EMMA), presso il LN MDM - DNA-based nanoelectronics devices (DNA-NANODEVICES), presso il CRS S3 - Computational full-box for protein surface docking (PROSURF), presso il CRS S3 - Single protein folding pathways (SINPATH), presso il CRS S3 - Bio-inspired Molecular Optoelectronics (BIMORE), presso il CRS ULTRAS, - Biomineralization for lithography and microelectronics (BIO-LITHO), presso il CRS NNL - Spintronic devices for molecular electronics (SPIDME), presso il CRS NNL. Sono inoltre stati finanziati dal MIUR tre progetti FIRB per l'internazionalizzazione ('Nanofili a semiconduttore ad alta purezza: crescita MBE, trasporto, spettroscopia ottica e modellizzazione di nuovi fenomeni', coordinato dal CRS S3, 'Dalle molecole al comportamento: comprendere le basi neurobiologiche della plasticità e dell'apprendimento' e 'Nanostrutture unidimensionali di semiconduttore e dispositivi microfluidici', coordinati dal CRS NNL) e il MAE ha finanziato il CRS NNL per la realizzazione di un laboratorio congiunto di microfluidica con l'università di Harvard (USA). In preparazione all'avvio del VII PQ, è stato predisposta sul sito web INFM un'area informativa relativa alle tematiche ed alle regole del nuovo programma quadro aggiornato con l'inserimento dei bandi aperti. A tale proposito è stata inoltre organizzata, in Dicembre, un'intera giornata di presentazione del programma quadro per promuovere la partecipazione dei gruppi INFM.

Collaborazioni con le imprese Nel 2006 sono stati avviati circa 40 contratti di ricerca in collaborazione con grandi aziende e PMI. In particolare si segnalano gli accordi pluriennali (di importo superiore ai 200.000 euro) stipulati con: STMicroelectronics per la realizzazione di materiali e tecniche innovative per dispositivi a memoria non volatile; Magi Comunicazione s.r.l. per lo sviluppo di nuovi materiali UV sensibili per memorie ottiche, di nuove sorgenti laser organiche e di memorie ottiche riscrivibili ad alta densità; Daunia wind per lo svolgimento di attività di ricerca congiunta nel campo delle fonti energetiche alternative; Columbus Superconductors s.r.l. per l'affinamento delle proprietà superconduttive di nastri di diboruro di magnesio (MgB2), Conceria DOC s.r.l. per lo studio per il conferimento di elevate caratteristiche idrofobiche alla pelle, Eles Semiconductor Equipment spa per verificare la fattibilità costruttiva di probe card, Astron FIAMM Safety Sarl per la progettazione e realizzazione di un dimostratore OLED, Avio SpA per una piattaforma sensoristica per la diagnostica e la prognostica di propulsori aeronautici. Iniziative a carattere regionale I laboratori INFM hanno inoltre potenziato le loro attività sui territori regionali attraverso il prosieguo e l'avvio di iniziative in collaborazione con le Regioni ed i Distretti Tecnologici. A tale proposito si segnala la partecipazione del CRS NNL di Lecce al Distretto Tecnologico DHITech di Lecce, con l'avvio di due progetti: Nuove sorgenti OLED per illuminazione (OLED) e Processi di micro e nano fabbricazione per la realizzazione di dispositivi o apparati funzionali per applicazioni nel campo dell'elettronica e della fotonica , finanziati nell'ambito del FAR per un importo complessivo di 7,289 milioni di euro su tre anni. Inoltre, a giugno 2006 è stato inaugurato SUP&RMAN, il laboratorio promosso dalla Regione Emilia Romagna dedicato alla ricerca industriale e al trasferimento tecnologico nel campo delle SUPerfici & Ricoprimenti per la Meccanica Avanzata e la Nanomeccanica, di cui il CRS S3 è coordinatore. E' proseguita inoltre la partecipazione ai due Centri di Competenza Regionale della Campania (Nuove Tecnologie per le Attività Produttive e Ambiente) che vedono un impegno scientifico e tecnologico rilevante da parte del CRS Coherentia e che, nel corso del 2007, si costituiranno in consorzi per consolidare le proprie attività sul territorio. Eventi Si segnalano alcuni importanti eventi organizzati nel corso del 2006: - la scuola sui computer del futuro 'Quantum optics and quantum computation' svoltasi ad aprile a Riomaggiore, che è stata promossa dal network europeo Marie Curie 'Fundamentals of nanoelectronics' in collaborazione con il laboratorio LAMIA, l'università di Genova e l'Ente Parco delle Cinque Terre; - il workshop sugli ultimi risultati della ricerca nel settore delle nanostrutture a semiconduttore 'Epitaxial Growth and fundamental properties of semiconductor nanostructures' svoltosi a settembre a Bonassola, organizzato dal Max Planck Institut e l'Università di Warwick in collaborazione con l'INFM; - la mostra 'Blow-up. Immagini del nanomondo' realizzata dal CRS S3 - il workshop "The 13th international workshop on oxide electronics" (Ischia, 8-11 Ottobre 2006), organizzato dal CRS COHERENTIA con un contributo dell'ESF. Anche in occasione dell'edizione 2006, si è rinnovata la partecipazione attiva di INFM al Festival della Scienza di Genova sia in termini organizzativi, sia in termini di eventi realizzati. In particolare si segnalano: - la mostra "Blow Up" presentata in anteprima al Festival della Scienza e realizzata dal CRS S3 di Modena con l'obiettivo di realizzare un incontro di visioni e il tentativo di convergenza tra immagine fotografica e scienza, per avvicinare il pubblico alla bellezza della ricerca scientifica e a una dimensione, quella della nanoscala, con uno sguardo nuovo; - la mostra Science for Food dedicata alle più innovative tecnologie di oggi e di domani per la qualità, la tipicità, la sicurezza e la conservazione dei nostri cibi organizzata dalla sede centrale INFM con la collaborazione di diversi gruppi di ricerca CNR e universitari.

Proposta di interventi organizzativi Proposta di interventi organizzativi (2006) Sono state risolte o in avvio di soluzione alcune situazioni organizzative fondamentali per le attività scientifiche di INFM, come il nuovo disciplinare per l'associazione dei borsisti, assegnisti, dottorandi e la assegnazione di un budget brevetti "dedicato". Rimangono tuttavia aperte alcune questioni importanti come di seguito specificato: - Personale. Nel corso del 2006 non è stata possibile una programmazione a medio termine delle immissioni del personale con tempi e metodi certi. Il risultato è che diversi ricercatori e tecnologi INFM, hanno cominciato ad accettare offerte da parte di altri enti ed università. Al fine di scongiurare un forte indebolimento della struttura è indispensabile, nel prossimo futuro, agire con tempi certi sulla programmazione del personale. Per il personale con contratto tenure track si e' concordata un procedura di valutazione ma non sono ancora iniziati i lavori delle commissioni, e' urgentissimo evitare qualunque ulteriore ritardo in questo senso. - Programmazione scientifica e coordinamento Si rende utile considerare l'opportunità di avviare una serie di iniziative sul piano organizzativo che consentano di attuare una strategia di Istituto che valorizzi, promuova e renda sinergiche le attività di INFM. Tali interventi organizzativi rispondono ad esigenze particolarmente sentite dalla comunità scientifica dell'Istituto che storicamente ha garantito il coordinamento delle attività, il forte coinvolgimento delle strutture universitarie attraverso le convenzioni e il meccanismo dell'associazione, l'attivazione di specifici progetti ed iniziative per il coinvolgimento di giovani ricercatori, le iniziative trasversali per consentire ai gruppi di ricerca di accedere a grandi facilities nazionali ed internazionali, la gestione di grandi collaborazioni internazionali e l'organizzazione di eventi (meeting, workshop, ecc.) considerati fondamentali per il confronto scientifico e la definizione di assi strategici per il futuro. Il sistema di programmazione e gestione per tramite delle commesse rende, di fatto, estremamente difficile la realizzazione di tali iniziative e la loro programmazione trasparente: non è prevista, infatti, la possibilità di attivare commesse "trasversali" a quelle dell'istituto che possano rispondere ad esigenze comuni a più strutture. - Attivita' e attrezzature di ricerca Non sono stati possibili investimenti significativi, necessari per il mantenimento, l'upgrade e lo sviluppo di strumentazione. Per esempio, le strutture che svolgono calcolo scientifico ad alte prestazioni hanno potuto lavorare per lo più grazie a investimenti precedenti e alla collaborazione con il Cineca. L'invecchiamento progressivo delle apparecchiature in diversi settori lascia prevedere che una situazione come questa non possa protrarsi a lungo senza portare alla paralisi dell'attività scientifica.

CENTRO DI RESPONSABILITÀ SCIENTIFICA INOA Direttore: dott. Paolo De Natale Sede principale: Largo Enrico Fermi, 6 - 50125 Firenze (FI) Articolazione territoriale: Firenze, Napoli, Lecce Sito web dell'Istituto: www.inoa.it Dipartimento di prevista afferenza Materiali e Dispositivi Missione

Attività di ricerca (2006) Commesse

• Dispositivi ottici e metodologie per il patrimonio culturale • Dispositivi ottici per applicazioni industriali: diagnostica, sviluppo e caratterizzazione di nuove

sorgenti e componenti ottici • Sviluppo di tecnologie, materiali e dispositivi per applicazioni alla ottica quantistica ed alla

spettroscopia • Sviluppo di tecniche di diagnostica ottica, microscopia ed interferometria Moduli

• Dispositivi ottici e metodologie per il patrimonio culturale • Sviluppo sorgenti laser e progettazione e caratterizzazione di componentistica ottica • Studio e caratterizzazione di sistemi e componenti per illumino tecnica e per la percezione visiva • Sviluppo di tecnologie, materiali e dispositivi per applicazioni alla ottica quantistica ed alla

spettroscopia • Sviluppo di tecniche di diagnostica ottica, microscopia ed interferometria • Diagnostica non distruttiva con tecniche di tipo RSTL

Attività Commesse Dispositivi ottici e metodologie per il patrimonio culturale

Progetto: Sistemi ottici e quantistici con fotoni e atomi ultrafreddi Dipartimento: Materiali e Dispositivi Responsabile: PEZZATI LUCA

Risultati conseguiti - Realizzazione di un dispositivo prototipale di spettrometro VIS a 32bande e sviluppo dei relativi protocolli di misura e di analisi dei dati (Prog. PON-SIDART).

- Sviluppo di un protocollo di analisi dei dati multispettrali mediante l'analisi multivariata (MIA), e in particolare mediante l'analisi delle componenti principali (PCA) (Prog. PON-SIDART). - Campagne di misura finali a Pompei (Prog. PON-SIDART). - Studio, progettazione e realizzazione dell'elettronica di controllo di uno spettrometro NIR a 14 bande (Prog. EU-ARTECH) - Studio del comportamento di vernici polimeriche moderne con un modello da banco di dispositivo per tomografia ottica coerente. - Sviluppo di software per il dispositivo a scansione a riga laser e determinazione del protocollo di taratura e calibrazione dello strumento. - Caratterizzazione e studi materici di supporto al restauro (vernici, bronzi, lapidei) - Protocollo di analisi dei dati per il calcolo della rugosità superficiale di manufatti artistici rilevati da un micro-profilometrio a scansione. - Caratterizzazione colorimetrica di campioni di pigmenti e studio delle variazioni indotte dal processo di laser cleaning - Campagne di misura in situ (EU-ARTECH) e indagini diagnostiche nei Laboratori di Metrologia INOA presso l'Opificio delle Pietre Dure e a Venezia. Prodotti della ricerca (2006)

Principali collaborazioni MiBAC: · C. Acidini, Opificio delle Pietre Dure, Firenze · G. Nepi Scirè, Soprintendenza Speciale del Polo Espositivo Veneziano · Soprintendenza Archeologica della Toscana CNR e ENEA: · S. Omarini, Ente Nazionale Energie Alternative (ENEA) · M. Matteini, ICVBC-CNR, Firenze · IFAC – Istituto di Fisica Applicata Nello Carrara, CNR, Firenze · P. Mandò, INFN-LABEC, Università di Firenze · R. Scopigno, ISTI – Istituto di Scienza e Tecnologia dell'Informazione, CNR, Pisa · C. Miliani, ISTM– CNR, Perugia Consorzi: · L. Colizzi, CETMA, Brindisi Università: · M. Bellini, LENS – Laboratorio Europeo di Spettroscopia Non-lineare, Sesto Fiorentino, Firenze · V. Cappellini, MICC – Media Integration and Communication Center - Università di Firenze · F. Guerra, Centro di Servizi Interdipartimentali di Rilievo Cartografia ed Elaborazione (CIRCE), Istituto Universitario Architettura di Venezia (IUAV) - Venezia · O. Limone, ISUFI – Università di Lecce · L. Calcagnile, Dipartimento di Ingegneria dell'Innovazione, Università di Lecce · C. Bonifazzi, Dipartimento di Scienze Biomedicali, Università di Ferrara · C. Pagliara, Dipartimento Beni Culturali, Università di Lecce · A. Sgamellotti, Dipartimento di Chimica Generale, Università di Perugia · F. Casali, Dipartimento di Fisica, Università di Bologna · A. Mecocci, Dipartimento di Ingegneria Informatica, Università di Siena · M. Giamello. DSA GC - Dipartimento di Scienze Ambientali - Sezione di Geochimica Ambientale e Conservazione del Patrimonio Culturale Lapideo - Università di Siena · Dipartimento di Scienze Ambientali - Sezione di Ecologia Preistorica - Università di Siena


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UE: · S. Sotiropolou, Ormylia Diagnostic Centre, Grece · Egyptological Dept. and Interdisciplinary Center for Archaeometry of the University of Liège (ICAUL), University of Liège · Hololab, Dept. of Physics, and ICAUL, University of Liège · Dept. of Geomatics and ICAUL, University of Liège




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0 0 0 0 0 0 0 0 Principali risorse strumentali utilizzate A) Laboratorio di Metrologia Ottica INOA presso l'Opificio delle Pietre Dure, Firenze B) Laboratorio di Metrologia Ottica INOA presso la Soprintendenza Speciale polo Espositivo Veneziano, VE C) Laboratori presso la Sede INOA di Firenze e l'UO di Lecce. Dispositivi ottici per applicazioni industriali: diagnostica, sviluppo e caratterizzazione di nuove sorgenti e componenti ottici

Progetto: Sistemi ottici e quantistici con fotoni e atomi ultrafreddi Dipartimento: Materiali e Dispositivi Responsabile: Lapucci Antonio

Risultati conseguiti - Nell'ambito della ricerca su Sorgenti e componentistica LASER: Sono state realizzate e testate diverse configurazioni di laser slab pompati a diodi e con mezzo attivo Nd:YAG ceramico (di potenze fino a 100 W/CW e fino a 350 W/QCW) nell'ambito del progetto FAR-LACER. E' stato realizzato il progetto esecutivo del laser Nd:YAG per altimetria planetaria (progetto ESA-MILD in collaborazione con Galieo Avionica) e superata la milestone PDR dell'ESA. - Relativamente alla ricerca nel settore Progettazione e calcolo ottico: l'attivita` e` proseguita nell'offerta di un servizio di progettazione ottica conto terzi. In particolare sono stati disegnati otticamente dei sistemi di manipolazione di fasci laser per ambiente medicale. - Relativamente alla ricerca nel settore Metrologia di componenti e superfici ottiche: l'attività di laboratorio prosegue all'interno della catena S.I.T. ( Servizio Italiano di Taratura) e vengono conseguentemente emessi certificati di taratura verso terzi riguardanti la misura di planarità di superfici ottiche.

- Relativamente alla ricerca nel settore Certificazioni e Collaudi Fotometria e Colorimetria: l'attività del laboratorio è mantenuta sotto la certificazione di qualità ISO:9000 e nel 2006 sono stati emessi 23 rapporti di prova. Prodotti della ricerca (2006)

Principali collaborazioni ENEA (Casaccia,Frascati, Faenza, Brindisi e Napoli Portici) El.En. (Calenzano e Napoli) RTM (Ivrea e Pozzuoli) Consorzio CALEF (Trisaia -MT) SACMI - Imola (BO) UNIROMA3 – Roma (Prof. Guj) Targetti sankey s.p.a., AMO American Medical Optics, CSO, Università: università roma la sapienza (Prof.Terzi), Università roma III (Dott.Marco frascarolo), Università IUAV Venezia (Prof.ssa M.Vio), Università di Firenze (D.Burr, S.Baldassi)




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2006 0 5 7 15 1 29 2 0 1 0

Principali risorse strumentali utilizzate Laboratorio Radiometria e Fotometria 1. Spettroradiometro Minolta CS 1000 2. Spettrofotometro Perkin Elmer Lambda900 3. Accessorio spettrofotometro Perkin Elmer Lambda 900 Pela 1030 4. Accessorio spettrofotometro Perkin Elmer Lambda 900 Pela 1017 5. Fotometro LMT tipo S1000 6. Fotometro LMT tipo SF100 7. Radiometro UDT Graseby S370 8. Radiometro Ophir Nova 9. Sorgente tungsteno Lampada campione EG&G 10. Goniofotometro di II specie, realizzato da INOA 11. Radiometro International Light IL1700 12. Monocromatore UV-VIS Oriel 74100 ¼m 13. Luxmetro Minolta T10 14. Spettrofotometro a contatto Minolta CM2002 15. Fotogoniometro per piccole sorgenti Photon Inc LD8900 Laboratori Sorgenti Laser 16. 2 Sistemi misura potenza/energia Ophir Laser Star (5 teste da 0.001 a 1500 W) 17. 2 Analizzatori di distribuzione spaziale SPIRICON FW-scar30 (vis-NIR 0.01-1 W) 18. Analizzatore di distribuzione spaziale Prometec (IR 200-5000 W) 19. Analizzatore di qualità di fascio Cherent MODEMASTER per laser Nd:YAG 20. Analizzatore di qualità di fascio Cherent MODEMASTER per laser CO-CO2 21. Laser CO2 50 W TEMoo ULM-50 Universal 22. Laser Nd:YAG Q-switch (8ns-11mJ) TEMoo Quantel 23. Spettrofotometro IR Perkin Elmer FTIR 2000 24. Rivelatori veloci ( tr<300ps) NEWPORT per misura impulsi LASER. Laboratorio Metrologia Ottica 25. Spettrogoniometro Officine Galileo 26. Interferometro da tavolo Zygo MarkIVxp 27. Interferometro a colonna Zygo GPI 28. Raggiometro Capecchi 29. Microscopio Zeiss DIC (Nomarski) 30. Microscopio interferenziale Zygo Maxim3D 31. Laser Ar Spectra Physics 2020 5W 32. Laser Nd:YVO4 Coherent Verdi 2W 33. Stazione misura lenti Moeller-Wedel MELOS 34. Profilometro ottico Rodenstock RM600 35. Sistema microprofilometrico Zygo NewView 36. Impianto di climatizzazione e pulizia aria (camera pulita) Sviluppo di tecnologie, materiali e dispositivi per applicazioni alla ottica quantistica ed alla spettroscopia

Progetto: Sistemi ottici e quantistici con fotoni e atomi ultrafreddi Dipartimento: Materiali e Dispositivi Responsabile: De Natale Paolo

Risultati conseguiti Schema innovativo per la produzione di singoli fotoni delocalizzati su più modi temporali distinti e sviluppo di nuove tecniche per l'analisi tomografica risolta in tempo. Prima misura diretta interferometrica degli sfasamenti nonlineari introdotti nella radiazione XUV prodotta da armoniche laser di ordine elevato e costruzione nuovo apparato per spettroscopia Ramsey con tale radiazione. Misure di spettroscopia molecolare ad altissima sensibilità con tecniche innovative utilizzando sorgenti nel medio IR riferite a OFC. Test e collaudi di "Fluid Science Laboratory" dopo integrazione in modulo Columbus, nonché del modello EM. Studio di fattibilità, con dimostratore a terra, di ALC, telescopio dispiegabile per lo studio dell'atmosfera con tecnica LIDAR. Campagna di misure "AMMA" (UE) e misure di CH4 nell'area del Polo Scientifico di Sesto Fiorentino. Sviluppo di: spettrometri laser portatili nell'IR per applicazioni ambientali e biomedicali; sensori termo-meccanici statici e dinamici basati su fibra ottica a reticolo di Bragg; tecniche di interrogazione ultrasensibili di sistemi in fibra ottica per applicazioni geofisiche e aerospaziali. Prodotti della ricerca (2006)

Principali collaborazioni EP italiani: ASI. EPR italiani: IASF-INAF; IFAC-CNR; IBIS-CNR; ISAC-CNR; INAF-Fondazione Galileo; IMM-CNR; ICIB-CNR; Dip. Fisica-Università di Pavia; Dip. Fisica-Università di Padova; Osservatorio Vesuviano-INGV. Università italiane: Consorzio IACSA; Politecnico Bari; Dip. Fisica-Università Firenze; Dip. Astronomia-Università Firenze; Dip. Scienze Ambientali-II Università Napoli; Dip. Fisica-Politecnico Milano; Dip. Chimica Fisica e Inorganica-Università Bologna. Aziende italiane: Galileian plus; Mars-Telespazio; Alcatel Alenia Space Italia; Carlo Gavazzi Space; Galileo Avionica; Kaiser Italia; El.En.; ADS International; SIT; LAV; ELSAG Finmeccanica; Andromeda; D'Appolonia. UE: LENS; Geophysica GEIE. EPR stranieri: DLR (D); FZK (D); Max-Planck-Institut für Quantenoptik-Garching (D); Osservatorio Neuchatel (CH). Università straniere: Politecnico Zurigo (CH); Brandenburg University of Technology Cottbus (D); Tel Aviv University; Harvard University; Cranfield University. Aziende straniere: ASTRIUM (D); Bias-Bremer Institut für angewandte Strahltechnik (D); EADS Space Transportation (D); Verhaert Space Development (B); Lambda X (B); Avanex.




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2006 2 27 1 16 1 0 2 0 16 0




4 3 1 7 0 1 0 16 Principali risorse strumentali utilizzate 3 laser a diodo nel vicino IR in cavità esterna; 2 laser di pompa in continua a 532 nm; 2 laser a Ti:zaffiro con impulsi a fs e ps; laser a Nd:YAG; laser a Ti:zaffiro in continua; 3 ampificatori in fibra ad Er/Yb; generatore di pettini di frequenza nella regione spettrale 500-1100 nm; generatore di 2a armonica e selettore di impulsi; oscillatore al quarzo di alta stabilità; orologio a Rb disciplinato da GPS; 2 criostati per laser a cascata quantica; pompe turbomolecolari per alto vuoto; cavità ottica di altissima finezza a 4.5 mm; traslatori motorizzati ad alta risoluzione; rivelatori fotovoltaici criogenici per il medio IR; rivelatori a singolo fotone per il visibile; termocamera piroelettrica per il medio IR; telecamera criogenica per il medio IR; telecamera raffreddata per il visibile; autocorrelatore per diagnostica laser; monocromatore per il visibile; 2 misuratori di lunghezza d'onda ad alta risoluzione; analizzatore di spettro ottico; analizzatore di spettro RF in tempo reale (FFT); 3 analizzatori di spettro RF digitali; sintetizzatori RF a basso rumore di fase; contatori di frequenza digitali; amplificatori lock-in; oscilloscopi digitali; Sviluppo di tecniche di diagnostica ottica, microscopia ed interferometria

Progetto: Sistemi ottici e quantistici con fotoni e atomi ultrafreddi Dipartimento: Materiali e Dispositivi Responsabile: FERRARO PIETRO

Risultati conseguiti Sviluppo ed implementazione di: INTERFEROMETRIA/MICROSCOPIA •metodi di microscopia con approccio olografico per studio cellule in-vivo; •metodo per interferometrico per analisi di birifrangenza in cristalli ferroelettrici; •metodo per caratterizzare proprietà ottiche e reticoli fotorifrattivi; •studio dell'effetto di lente termica indotto dalla radiazione di pompa in mezzi Nd:YAG; •per misura indice di rifrazione di cristalli liquidi nel medio e vicino IR;

FABBRICAZIONE DI MICRO- E NANO-STRUTTURE •metodo per la realizzazione di cristalli LiNbO3 periodicamente invertiti basato sul processo di scambio protonico; •processo di fabbricazione di cristalli di LiNbO3 con strutture su entrambe le superfici del substrato; •studio ed interpretazione del cosiddetto processo di "overpoling", per realizzare cristalli LiNbO3 con strutture nano-metriche; REALIZZAZIONE DI MICRO DISPOSITIVI OTTICI/INTERFEROMETRICI •interferometro "point-diffraction" modulabile e integrato in LiNbO3, per analisi di fronti d'onda; •"phase array" modulabile elettro-otticamente e integrato in LiNbO3; •Sincronizzazione tra 2 laser a CO2 in regime di bursting in presenza di salti di polarizzazione; Prodotti della ricerca (2006)

Principali collaborazioni · S. Mailis (Optoelectronic Research Centre, Southampton, UK); · P.K. Rastogi (EPFL Lousanne, CH); · F. Laurell (Royal Univ.-Stockholm, Svezia); · K.A. Stetson (Holometrology, CT-USA); · B. Javidi (Univ. Connecticut USA). · P. Laporta (Dip. Di Fisica del Politecnico di Milano) · A. Arie (Tel Aviv University, Israele) · W. Osten (ITO- Stoccarda Germany) · T.-C. Poon , (Dept. of Elect. and Comp. Eng. Virginia Tech Blacksburg, VA USA) · Istituto di Cibernetica "E. Caianiello" (ICIB- CNR) · Istituto per la Microelettronica e Microsistemi (IMM-CNR), Napoli e Bologna · V. Pruneri (Avanex, Milano) · P. Galinetto (Univ. Pavia) · H. Thienpont (Univ. Vrie.- Brussel- Belgium); · F. Dubois (Univ. Libre de Brussel - Belgium) · E. Fazio (Univ. La Sapienza, Roma) · A. Fiorello (SELEX – Roma)




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2006 1 26 1 14 1 0 0 0 8 0

Principali risorse strumentali utilizzate -Apparati di microscopia ed interferometria; - Apparato di litografia interferometrica basata sull'utilizzo di una sorgente laser nel visibile e configurata in un interferometro montato all'interno di una camera pulita; - Apparato elettronico per la realizzazione di domini ferroelettrici invertiti tramite applicazione di campo elettrico esterno e basato principalmente su un amplificatore di tensione; - Materiali ceramici, sistemi di raffreddamento, array di diodi laser quasi-cw cw, interferometro Mach-Zehnder, telecamera CCD e sistema di acquisizione. - Microscopio a forza atomica; - microscopio confocale; Attività Moduli Dispositivi ottici e metodologie per il patrimonio culturale

Commessa: Dispositivi ottici e metodologie per il patrimonio culturale Progetto: Sistemi ottici e quantistici con fotoni e atomi ultrafreddi Dipartimento: Materiali e Dispositivi Responsabile: PEZZATI LUCA

Risultati conseguiti - Realizzazione di un dispositivo prototipale di spettrometro VIS a 32bande e sviluppo dei relativi protocolli di misura e di analisi dei dati (Prog. PON-SIDART). - Sviluppo di un protocollo di analisi dei dati multispettrali mediante l'analisi multivariata (MIA), e in particolare mediante l'analisi delle componenti principali (PCA) (Prog. PON-SIDART). - Campagne di misura finali a Pompei (Prog. PON-SIDART). - Studio, progettazione e realizzazione dell'elettronica di controllo di uno spettrometro NIR a 14 bande (Prog. EU-ARTECH) - Studio del comportamento di vernici polimeriche moderne con un modello da banco di dispositivo per tomografia ottica coerente. - Sviluppo di software per il dispositivo a scansione a riga laser e determinazione del protocollo di taratura e calibrazione dello strumento. - Caratterizzazione e studi materici di supporto al restauro (vernici, bronzi, lapidei) - Protocollo di analisi dei dati per il calcolo della rugosità superficiale di manufatti artistici rilevati da un micro-profilometrio a scansione. - Caratterizzazione colorimetrica di campioni di pigmenti e studio delle variazioni indotte dal processo di laser cleaning - Campagne di misura in situ (EU-ARTECH) e indagini diagnostiche nei Laboratori di Metrologia INOA presso l'Opificio delle Pietre Dure e a Venezia. Prodotti della ricerca (2006)

Principali collaborazioni MiBAC: · C. Acidini, Opificio delle Pietre Dure, Firenze · G. Nepi Scirè, Soprintendenza Speciale del Polo Espositivo Veneziano · Soprintendenza Archeologica della Toscana CNR e ENEA:


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2006 0 1 1 2 0 0 0 0 3 0

· S. Omarini, Ente Nazionale Energie Alternative (ENEA) · M. Matteini, ICVBC-CNR, Firenze · IFAC – Istituto di Fisica Applicata Nello Carrara, CNR, Firenze · P. Mandò, INFN-LABEC, Università di Firenze · R. Scopigno, ISTI – Istituto di Scienza e Tecnologia dell'Informazione, CNR, Pisa · C. Miliani, ISTM– CNR, Perugia Consorzi: · L. Colizzi, CETMA, Brindisi Università: · M. Bellini, LENS – Laboratorio Europeo di Spettroscopia Non-lineare, Sesto Fiorentino, Firenze · V. Cappellini, MICC – Media Integration and Communication Center - Università di Firenze · F. Guerra, Centro di Servizi Interdipartimentali di Rilievo Cartografia ed Elaborazione (CIRCE), Istituto Universitario Architettura di Venezia (IUAV) - Venezia · O. Limone, ISUFI – Università di Lecce · L. Calcagnile, Dipartimento di Ingegneria dell'Innovazione, Università di Lecce · C. Bonifazzi, Dipartimento di Scienze Biomedicali, Università di Ferrara · C. Pagliara, Dipartimento Beni Culturali, Università di Lecce · A. Sgamellotti, Dipartimento di Chimica Generale, Università di Perugia · F. Casali, Dipartimento di Fisica, Università di Bologna · A. Mecocci, Dipartimento di Ingegneria Informatica, Università di Siena · M. Giamello. DSA GC - Dipartimento di Scienze Ambientali - Sezione di Geochimica Ambientale e Conservazione del Patrimonio Culturale Lapideo - Università di Siena · Dipartimento di Scienze Ambientali - Sezione di Ecologia Preistorica - Università di Siena UE: · S. Sotiropolou, Ormylia Diagnostic Centre, Grece · Egyptological Dept. and Interdisciplinary Center for Archaeometry of the University of Liège (ICAUL), University of Liège · Hololab, Dept. of Physics, and ICAUL, University of Liège · Dept. of Geomatics and ICAUL, University of Liège




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Sviluppo sorgenti laser e progettazione e caratterizzazione di componentistica ottica

Commessa: Dispositivi ottici per applicazioni industriali: diagnostica, sviluppo e caratterizzazione di nuove sorgenti e componenti ottici

Progetto: Sistemi ottici e quantistici con fotoni e atomi ultrafreddi Dipartimento: Materiali e Dispositivi Responsabile: LAPUCCI ANTONIO

Risultati conseguiti La bread-board MILD per ESA è stata progettata ed è in costruzione presso Galileo Avionica. E' stato predisposto il test-bed. Sul progetto LACER configurazioni DPSS Laser QCW (di potenza fino a 350 W) sono stati realizzati e caratterizzati. Sono stati realizzati anche i primi prototipi CW (70 -100 W). L'Unità di Calcolo Ottico ha ottenuto risultati nell'ambito dello studio di sistemi ottici per la focalizzazione di fasci laser. Particolare attenzione è stata rivolta alla riduzione dell'astigmatismo presente sul fascio focalizzato attraverso un contratto di consulenza con la ditta CEFLA SCRL per il Progetto Laser Drill VIVA finanziato con PRRIITT Misura 3.1 Azione A (DGR n. 2823/2003). Come risulta dalle registrazioni e dal quaderno di laboratorio il centro SIT ha emesso: 11 certificati SIT, 6 rapporti di prova,. 13 relazioni tecniche fatturando Euro 24.183,04 + IVA. Sono stati ottenuti anche numerose pubblicazioni scientifiche (cfr. pre-consuntivo 2006). Prodotti della ricerca (2006)

Principali collaborazioni Galileo Avionica (Cadenzano e Pomezia) ENEA (Casaccia,Frascati, Faenza, Brindisi e Napoli Portici) El.En. (Calenzano e Napoli) RTM (Ivrea e Pozzuoli) Consorzio CALEF (Trisaia -MT) CEFLA Scrl




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2006 0 2 2 10 0 0 2 0 1 0

Studio e caratterizzazione di sistemi e componenti per illumino tecnica e per la percezione visiva

Commessa: Dispositivi ottici per applicazioni industriali: diagnostica, sviluppo e caratterizzazione di nuove sorgenti e componenti ottici

Progetto: Sistemi ottici e quantistici con fotoni e atomi ultrafreddi Dipartimento: Materiali e Dispositivi Responsabile: FRANCINI FRANCO

Risultati conseguiti Relativamente alla ricerca nel settore Certificazioni e Collaudi Fotometria e Colorimetria l'attività del laboratorio è mantenuta sotto la certificazione di qualità ISO:9000 e nel 2006 sono stati emessi 28 rapporti di prova. Stabilita una relazione tra sensibilità al contrasto e lenti a contatto (tale ricerca ha portato al conseguimento dell'AMO award). Realizzazione di una tavola ottotipica a variazione di contrasto per soggetti ipovedenti. Tabella relativa alla discriminazione cromatica sotto diversi tipi di vetri museali. Prodotti della ricerca (2006)

Principali collaborazioni SHAP Solar Head And Power S.p.A. - Roma Dipartimento Scienze della Terra, Univ. Di Firenze ENEA (Casaccia,Frascati, Faenza, Brindisi e Napoli Portici) El.En. (Calenzano e Napoli) RTM (Ivrea e Pozzuoli) Consorzio CALEF (Trisaia -MT) SACMI - Imola (BO) UNIROMA3 – Roma (Prof. Guj) Targetti sankey s.p.a., AMO American Medical Optics, CSO, Università: università roma la sapienza (Prof.Terzi), Università roma III (Dott.Marco frascarolo), Università IUAV Venezia (Prof.ssa M.Vio), Università di Firenze (D.Burr, S.Baldassi) Istituto e Museo di Storia della Scienza, Firenze. Museo di Fisica, Napoli. Dipartimento di Oftalmologia, Università degli Studi di Firenze.




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2006 0 3 5 5 1 29 0 0 0 0




0 0 0 0 0 0 0 0 Sviluppo di tecnologie, materiali e dispositivi per applicazioni alla ottica quantistica ed alla spettroscopia

Commessa: Sviluppo di tecnologie, materiali e dispositivi per applicazioni alla ottica quantistica ed alla spettroscopia

Progetto: Sistemi ottici e quantistici con fotoni e atomi ultrafreddi Dipartimento: Materiali e Dispositivi Responsabile: DE NATALE PAOLO

Risultati conseguiti · Rivelazione spettroscopica di molecole ad altissima sensibilità con una sorgente nel medio IR riferita a un pettine di frequenze ottiche e una cavità di elevata finezza. · Dimostrazione di generazione remota e test di non-località per singoli fotoni temporalmente delocalizzati. · Prima misura diretta degli effetti di dipolo atomico nella generazione di armoniche di ordine elevato. · Realizzazione di uno spettrometro portatile basato sul processo di generazione di frequenza differenza per la rivelazione ad alta sensibilità e risoluzione di specie gassose di interesse ambientale e biomedicale. · Realizzazione di un pettine di frequenze a 3 ¼m attraverso generazione di frequenza differenza tra un laser a Yb ed un pettine di frequenze ottiche nel vicino IR. · Implementazione di metodi di interrogazione di sensori a reticolo di Bragg in fibra ottica, singoli e cavità, mediante tecniche di spettroscopia laser. · Misure di CO e CH4 da aereo in troposfera/stratosfera (campagne EUFAR e AMMA). · Misure open-path di CH4 nell'area del Polo Scientifico di Sesto Fiorentino (progetto MEDUSE). Prodotti della ricerca (2006)

Principali collaborazioni Enti pubblici di ricerca italiani · LENS, Firenze · IFAC - CNR · ISAC - CNR · ICIB - CNR, Napoli · IMM - CNR, Napoli e Bologna · INAF, Osservatorio di Arcetri · INFN, Sezione di Firenze · INGV, Osservatorio Vesuviano · ASI Università italiane · Università di Firenze · Università di Bologna


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2006 2 27 1 16 1 0 2 0 16 0

· Università di Pavia · Università di Padova · II Università di Napoli · Politecnico di Milano Aziende italiane · El.En. S.p.A. · Carlo Gavazzi Space S.p.A. · Galileo Avionica S.p.A. · Elsag S.p.A. · D'Appolonia S.p.A. · SIT S.r.l. Aziende non italiane · Avanex Inc. (USA) · Alcatel Alenia Space (Francia) · Verhaert Space (Belgio) · Lambda-X (Belgio) Università ed enti di ricerca non italiani · Fondazione "Galileo Galilei" - INAF (Spagna) · Tel Aviv University (Israele) · Optoelectronic Research Centre, University of Southampton (UK) · Stockholm University e Lund University (Svezia) · Osservatorio di Neuchatel e Politecnico di Zurigo (Svizzera) · Max-Planck-Institut für Quantenoptik, Garching (Germania) · DLR, IMK-IFU, FZK (Germania) · Centre d'Etudes de Saclay, Gif-sur-Yvette (Francia) · Universidad Complutense, Madrid (Spagna) · Boston University e Harvard University (USA) · Geophysica-EEIG (Unione Europea) · ESA (Unione Europea)




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Sviluppo di tecniche di diagnostica ottica, microscopia ed interferometria

Commessa: Sviluppo di tecniche di diagnostica ottica, microscopia ed interferometria Progetto: Sistemi ottici e quantistici con fotoni e atomi ultrafreddi Dipartimento: Materiali e Dispositivi Responsabile: FERRARO PIETRO

Risultati conseguiti 1) Sviluppo e realizzazione di apparati e metodi di interferometrici ed olografici - Realizzazione di metodi di misura a mezzo di microscopio olografico per l'analisi in vivo di cellule che combina il concetto del Laterl Shear Inteferometry con Digital Holography. - Sviluppo di metodi di imaging olografici a più lunghezze d'onda; - Sviluppo di apparato per analisi di struttre MEMS/MOEMS in Silicio con microscopio interferometrico. - Sviluppo di apparato per l'aanalisi di processi di scrittura di reticoli fotorefrattivi con microscopia olografica 2) Studio e caratterizzazione di materiali per l'ottica e l'opto-elettronica con metodi interferometrici - Rivelata e analizzata la birifrangenza lungo le frontiere tra domini con opposta polarizzazione ferro-elettrica in cristalli di niobato di litio tramite l'utilizzo di un polarimetro e della tecnica del phase shift. - Effettuato uno studio dell'effetto fototermico in cavità ottica di Fabry-Pérot con successiva caratterizzazione della risposta in frequenza per quanto riguara sia gli effetti del substrato che del coating multistrato riflettente degli specchi - Effettuati uno studio degli effetti nonlineari indotti dall'effetto fototermico e dalla radiazione di pressione in cavità ottiche Fabry-Pérot - Sviluppato un apparato interferometrico per la misura del coefficiente di espansione termica e del coefficiente termo-ottico per materiali di interesse per la fotonica, con particolare applicazioni a LiNbO3 and KTiOPO4 3) Sviluppo e realizzazione di dispositivi ottici - Realizzato un dispositivo in niobato di litio costituito da un array bidimensionale di domini invertiti arrangiati in geometria esagonale. Applicando un campo elettrico esterno il dispositivo funziona da phase array modulabile elettrootticamente. - Realizzato un dispositivo ottico denominato "phase shift point diffraction interferometer" con un cristallo di niobato di litio. Tale dispositivo permette di misurare la fase di un fronte d'onda incidente con una lunghezza d'onda che può variare in tutto il range di trasparenza del niobato. - Sviluppo di sensori ad elevata sensibilità del tipo a reticolo di Bragg per analisi di deformazioni. 4) Realizzazione di nano–strutture in cristalli ferroelettrici per la fotonica,, con tecniche di litografia interferometrica - Implementato un processo innovativo basato sulla variazione periodica delle caratteristiche strutturali del materiale per la realizzazione di reticoli di domini invertiti periodicamente in substrati di niobato di litio. La variazione strutturale viene effettuata tramite un processo chimico cosiddetto di scambio protonico ed un opportuno reticolo di alluminio consente la selettività del processo. - analizzata l'influenza che lo spessore e la topografia del reticolo di fotoresist esercita su caratteristiche specifiche, quali profondità ed estensione laterale, di domini invertiti superficiali in substrati di niobato di litio di dimensione nano-metriche, generati tramite processo di overpoling. - Implementato un processo di overpoling elettrico che, applicato su campioni con reticoli di fotoresist su periodi sub-micrometrici, consente di ottenere reticoli di domini invertiti superficiali su scale sub-micrometriche. Tali strutture sono state ottenute anche in modalità doppia-faccia con il vantaggio di poter raccogliere sullo stesso chip il doppio dei dispositivi possibili. 5) Sviluppo dei metodi per il controllo della dinamica caotica e sue applicazioni - Sviluppato dei metodi per il controllo della dinamica caotica in sistemi vicini a una crisi interna e bistabili e relative applicazioni al laser a CO2, ai modelli economici, ai sistemi neuronali e ai circuiti elettronici. - Effettuato uno studio della dinamica di polarizzazione in laser bistabili e metodi per il controllo e la codifica di informazione.

- Effettuato uno studio della sincronizzazione nei laser in regime caotico e analogie con i sistemi neuronali. Prodotti della ricerca (2006)

Principali collaborazioni Collaborazioni scientifiche internazionali: • Collaborazione in corso presso il gruppo del Prof. Fredrik Laurell (Royal Institute of Technology – Laserphysics Department in Stoccolma, Svezia) nell'ambito della realizzazione di microstrutture in cristalli ferroelettrici. • S. Mailis (Optoelectronic Research Centre, Southampton, UK). • P.K. Rastogi (EPFL Lousanne, CH). • K.A. Stetson (Holometrology, CT-USA). • Javidi (Univ. Connecticut) - USA • F. Dubois (Univ.Brussels) - Belgio • A. Arie (Univ. Tel Aviv) – Israele • Prof. D. Psaltis (California Thencology Insitute, CALTECH - USA) • Prof. J. Wyant (College fo Optical SCiences, Università dell'Arizona, Tucson AZ, USA) • Prof. N. George (Insitute of Optics, Università di Rochester, NY, USA) • Prof. W. Osten (Isituto di Ottica, Università di SAtoccarda, Germany) • Prof. C-H. Poon (Virginia Polytechnic Insitute, USA) • Dr. Erik Novak (VEECO Metrology, Tucson, AZ, USA) • Prof. W. Juptner (BIAS Università di Brema, Germany) • Prof. A. Asundi (Nanyang Technological University, Singapore) • Prof. M.K. Kim (University of South Folrida, Tampa USA. · Fortunato Tito Arecchi, Università degli Studi di Firenze, Dipartimento di Fisica. · Francesco Salvadori, Università degli Studi di Firenze, Dipartimento di Fisica. · Marco Capo, Istituto Nazione di Ottica Applicata · Kais Al Naimee, borsista ICTP, Physics Dept., College of Science, University of Baghdad, Baghdad, Iraq · Binoy Goswami, borsista ICTP, Laser and Plasma Technology Division, Bhabha Atomic Research Centre, Mumbai 400085, India. · Mikhail Ivanchenko, Dept. of Radiophysics, University of Nizhny Novgorod, Gararin ave. 23, Nizhny Nivgorod, Russia, 603950. · Jesus Seoane, Universidad Rey Juan Carlos. c/Tulipàn s/n. 28933 Mostoles, Madrid, Spain · Samuel Zambrano, Universidad Rey Juan Carlos. c/Tulipàn s/n. 28933 Mostoles, Madrid, Spain · Inmaculada Leyva, Universidad Rey Juan Carlos. c/Tulipàn s/n. 28933 Mostoles, Madrid, Spain · Ines P. Marino, Universidad Rey Juan Carlos. c/Tulipàn s/n. 28933 Mostoles, Madrid, Spain · Miguel A. F. Sanjuan, Universidad Rey Juan Carlos. c/Tulip´an s/n. 28933 Mostoles, Madrid, Spain · Diego Acampora, Università degli Studi di Firenze, Dipartimento di Fisica. · Stefano Boccaletti, CNR-Istituto dei Sistemi Complessi, V. Madonna del Piano 10, 50019 Sesto Fiorentino (FI), Italy. · Laboratoire Kastler-Brossel, ENS, Parigi (Francia); Collaborazioni scientifiche in ambito nazionale non CNR: • C. Sada, Univeristà d Padova • P. Laporta (Politecnico di Milano) • S. Donati, Univ. Di Pavia LENS, Firenze; Dip. di Fisica, Università di Firenze;


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2006 1 26 1 14 1 0 0 0 8 0

Dip. di Fisica, Università di Padova; INFN, sezione di Firenze; INFN, sezione di Padova; INFN, Laboratori Nazionali di Legnaro; Collaborazioni scientifiche in ambito CNR: • Istituto di Cibernetica "E. Caianiello" del CNR (Napoli), col quale esiste una convenzione. • Istituto di Microelettronica e Microsistemi del CNR (Napoli), col quale si utilizzano attrezzature per attività comuni. • IFAC Firenze. Collaborazioni con aziende:: • AVANEX Italia. • Selex – Finmeccanica (Roma) • Alenia Aeronautica Pomigliano d'Arco (Napoli) • Alenia Aeronautica (Torino).




da terzi costi

figurativi valore








0 2 0 1 0 0 0 3 Diagnostica non distruttiva con tecniche di tipo

Commessa: Conoscenza materica di siti, manufatti, descrizione del loro stato di conservazione e metodologie di intervento (CASELLATO)

Progetto: Diagnosi, intervento e conservazione del patrimonio culturale Dipartimento: Patrimonio Culturale Responsabile: BERTANI DUILIO




Articoli non ISI

Articoli in atti di


progettuali



editoriali

2006 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0




da terzi costi

figurativi valore








0 0 0 0 0 0 0 0 Attività RSTL Elenco pubblicazioni dell’Istituto

Brevetti

1 D'Amato F., Rosa Clot M., Rosa Clot P., Chiarugi A., Carrara S. - Cella multipasso di tipo Herriott a lunghezza variabile

2 Gagliardi G., Ferraro P., De Nicola S., De Natale P. - Metodo di aggancio in frequenza di un laser ad un risonatore ottico in fibra a birifrangenza indotta, metodo di interrogazione di un sensore di defromazione statica e/o dinamica facente uso di tale aggancio, e relativi apparati.

Articoli ISI

1 Mazzotti D., Cancio P., Castrillo A., Galli I., Giusfredi G., De Natale P. - A comb-referenced difference-frequency spectrometer for cavity ring-down spectroscopy in the 4.5 micron region - JOURNAL OF OPTICS A-PURE AND APPLIED OPTICS, Vol. 8, Pagg. S490-S493

2 Arecchi F.T., Bellini M., Corsi C., Fontana R., Materazzi M., Pezzati L., Tortora A. - A new tool for painting diagnostics: Optical Coherence Tomography - OPTICS AND SPECTROSCOPY, Vol. 101, Pagg. 27-30

3 Mencucci R., Mercatelli L., Fusi F., Ponchietti C., Monici M., Menchini U. - AcriSof Natural intraocular lens optical characteristics during and after different doses of ultraviolet visible light illumination - JOURNAL OF CATARACT AND REFRACTIVE SURGERY, Vol. 32, Pagg. 1961-1965

4 De Natale P., Ferraro P. - Advanced monitoring techniques and coherent sources - OPTICS AND LASERS IN ENGINEERING, Vol. 44, Pagg. 645-646

5 Rocco A., Coppola G., Di Maio A., Ferraro P. , Iodice M., De Natale P. - An interferometric demodulation method for visualizing and determining quasi-static strain by FBG sensors. - MEASUREMENT SCIENCE & TECHNOLOGY, Vol. 17, Pagg. 1485-1490

6 Molesini G., Vannoni M. - Atypical features of a lunar corona - JOURNAL OF OPTICS A-PURE AND APPLIED OPTICS, Vol. 8, Pagg. 423-426

7 Marino F., De Rosa M., and Marin F. - Canard-orbits in Fabry-Perot cavities induced by radiation-pressure and photo-thermal effect - PHYSICAL REVIEW E, Vol. 73, Pagg. 621701-621711

8 Baltiysky S., Gurov I., De Nicola S., Ferraro P., Finizio A., Coppola G. - Characterization of microelectromechanical systems by digital holography method - IMAGING SCIENCE JOURNAL, Vol. 54, Pagg. 103-110

9 Fontani D., Francini F., Mercatelli L., Jafrancesco D., Sansoni P. - Colour coded methodology for deformable mirrors - OPTICAL ENGINEERING, Vol. 45, Pagg. 805081-805083

10 Malara P., Maddaloni P., Gagliardi G., De Natale P. - Combining a difference-frequency source with an off-axis high-finesse cavity for trace-gas monitoring around 3 micron - OPTICS EXPRESS, Vol. 14, Pagg. 1304-1313

11 Grilli S., Canalias C., Laurell F., Ferraro P., De Natale P. - Control of lateral domain spreading in congruent lithium niobate by selective proton exchange - APPLIED PHYSICS LETTERS, Vol. 89, Pagg. 329021-329023

12 de Angelis M., De Nicola S., Finizio A., Pierattini G., Ferraro P., Pelli S., Righini G., Sebastiani S. - Digital-holography refractive-index-profile measurement of phase gratings - APPLIED PHYSICS LETTERS, Vol. 88, Pagg. 111114-111116

13 Corsi C., Pirri A., Sali E., Tortora A., Bellini M. - Direct interferometric measurement of the atomic dipole phase in high-order harmonic generation. - PHYSICAL REVIEW LETTERS, Vol. 97, Pagg. 239011-239014

14 Grilli S., Ferraro P., Sansone L., Paturzo M., De Nicola S., Pierattini G., De Natale P. - Double-Face and Submicron Two-Dimensional Domain Patterning in Congruent Lithium Niobate - IEEE PHOTONICS TECHNOLOGY LETTERS, Vol. 8, Pagg. 541-543

15 De Rosa M., Marin F., Marino F., Arcizet O., Heidmann A., and Pinard M. - Experimental investigation of dynamic photo-thermal effect - CLASSICAL AND QUANTUM GRAVITY, Vol. 23, Pagg. 259-266

16 Borri S., Bartalini S., De Natale P., Inguscio M., Gmachl C., Capasso F., Sivco D.L., Cho A.Y. - Frequency modulation spectroscopy by means of quantum-cascade lasers - APPLIED PHYSICS B-LASERS AND OPTICS, Vol. 65, Pagg. 223-229

17 Parigi V., Zavatta A., Bellini M. - Generation of nonclassical states from thermal radiation - PROCEEDINGS OF THE SOCIETY OF PHOTO-OPTICAL INSTRUMENTATION ENGINEERS, Vol. 6305, Pagg. 050Z_1-050Z_8

18 Ugolini A., Mercatelli L., Castellini C., Somigli S. - Green land and blue sea: a coloured landscape in the orientation of the sandhopper Talitrus Saltator (Montagu) (Anphipoda Talitrae) - JOURNAL OF EXPERIMENTAL BIOLOGY, Vol. 206, Pagg. 2509-2514

19 Cazzoli G., Puzzarini C., Tamassia F., Borri S., Bartalini S. - Improved ground state rotational parameters of deuterium fluoride, DF - JOURNAL OF MOLECULAR SPECTROSCOPY, Vol. 235, Pagg. 265-267

20 Belfi J. , Galli I., Giusfredi G., Marin F. - Intensity noise of an injection-locked Ti:sapphire laser: analysis of the phase-noise-to-amplitude-noise conversion. - JOURNAL OF THE OPTICAL SOCIETY OF AMERICA B-OPTICAL PHYSICS, Vol. 23, Pagg. 1276-1286

21 Gagliardi G., Ferraro P., Salza M., De Natale P. - Interrogation of FBG-based strain sensors by means of laser radio-frequency modulation techniques - JOURNAL OF OPTICS A-PURE AND APPLIED OPTICS, Vol. 8, Pagg. S507-S513

22 Paturzo M.,Aiello L.,Pignatiello F.,Ferraro P., De Natale P.,de Angelis M.,De Nicola S. - Investigation of optical birefringence at ferroelectric domain wall in LiNbO3 by phase-shift polarimetry - APPLIED PHYSICS LETTERS, Vol. 88, Pagg. .19181-.19183

23 Alfieri D., Coppola G., de Nicola S., Ferraro P., Finizio A., Pierattini G., Javidi B. - Method for superposing reconstructed images from digital holograms of the same objects recorded at different distance and wavelength - OPTICS COMMUNICATIONS, Vol. 260, Pagg. 113-116

24 Maddaloni P., Malara P., Gagliardi G., De Natale P. - Mid-infrared fibre-based optical comb. - NEW JOURNAL OF PHYSICS, Vol. 8, Pagg. 262-269

25 Ferraro P., Grilli S. - Modulating the thickness of the resist pattern for controlling size and depth of submicron reversed domains in lithium niobate - APPLIED PHYSICS LETTERS, Vol. 89, Pagg. 133111-133113

26 Zavatta A., Viciani S., Bellini M. - Non-classical field characterization by high-frequency, time-domain quantum homodyne tomography - LASER PHYSICS LETTERS, Vol. 3, Pagg. 3-16

27 Zambrano S., Allaria E., Brugioni S., Meucci R., et al - Numerical and experimental exploration of phase control of chaos - CHAOS, Vol. 16, Pagg. 13111-13111

28 Maddaloni P., Gagliardi G., Malara P., De Natale P. - Off-axis integrated-cavity-output spectroscopy for trace-gas concentration measurements: modeling and performance. - JOURNAL OF THE OPTICAL SOCIETY OF AMERICA B-OPTICAL PHYSICS, Vol. 23, Pagg. 1938-1945

29 Gambicorti L., Mazzinghi P., Pace E. - Optical adapters to improve the collection efficiency of the Multi-Anode Photo-Multipliers detectors. - NUCLEAR INSTRUMENTS & METHODS IN PHYSICS RESEARCH SECTION A-ACCELERATORS SPECTROMETERS DETECTORS AND ASSOCIATED EQUIPMENT, Vol. 567, Pagg. 306-309

30 Vannoni M., Bertozzi R. - Parallelism error characterization with mechanical and interferometric methods - OPTICS AND LASERS IN ENGINEERING, Vol. 45/6, Pagg. 719-722

31 Zambrano S.,Marino I.P., Salvadori F., Meucci R., Sanjuan M.A.F., Arecchi F.T. - Phase Control of intermittency in dynamical systems - PHYSICAL REVIEW E, Vol. 74, Pagg. 016202-016205

32 Paturzo M., Pignatiello F., Grilli S., De Nicola S., Ferraro P. - Phase-shifting point-diffraction interferometer developed by using the electro-optic effect in ferroelectric crystals - OPTICS LETTERS, Vol. 31, Pagg. 3597-3599

33 Meucci R., Salvadori F., Leyva I., et al. - Polarization selection by optical feedback - OPTICS COMMUNICATIONS, Vol. 268, Pagg. 169-173

34 Ferraro P., Alfieri D., De Nicola S., De Petrocellis L., Finizio A., Pierattini G. - Quantitative phase-contrast microscopy by a lateral shear approach to digital holographic image reconstruction - OPTICS LETTERS, Vol. 31, Pagg. 1405-1407

35 Simonetti F.,Romoli A.,Mazzinghi P.,Bratina V. - Reflecting telescopes for an orbiting high-resolution camera for Earth observation - OPTICAL ENGINEERING, Vol. 45(5), Pagg. 530011-530018

36 Brugioni S., Meucci R., Faetti S. - Refractive indices of liquid crystals E7 and K15 in the mid- and near-IR regions - JOURNAL OF OPTICAL TECHNOLOGY, Vol. 73, Pagg. 315-317

37 Zavatta A., D'Angelo M., Parigi V., Bellini M. - Remote preparation of arbitrary time-encoded single-photon ebits - PHYSICAL REVIEW LETTERS, Vol. 96, Pagg. 205021-205024

38 D'Angelo M., Zavatta A., Parigi V., Bellini M. - Remotely prepared single-photon time-encoded ebits: homodyne tomography characterization - JOURNAL OF MODERN OPTICS, Vol. 53, Pagg. 2259-2270

39 D'Angelo M., Zavatta A., Parigi V., Bellini M. - Single-photon time-encoded ebits: remote preparation and homodyne tomography characterization. - PROCEEDINGS OF THE SOCIETY OF PHOTO-OPTICAL INSTRUMENTATION ENGINEERS, Vol. 6305, Pagg. 301-313

40 Rendina I., Fazio E., Ferraro P. - Special section: Selected papers from OMS'05, the 1st Topical Meeting of the European Optical Society on Optical Microsystems (OMS) - JOURNAL OF OPTICS A-PURE AND APPLIED OPTICS, Vol. 8, Pagg. S405-S406

41 Di Maio A., Salza M., Gagliardi G., Ferraro P., De Natale P. - Spectral characterization of integrated acousto-optic tunable filters by means of laser frequency modulation spectroscopy - APPLIED OPTICS, Vol. 45/36, Pagg. 9176-9181

42 Meucci R., Salvadori F., Ivanchenko M.V., Al Naimee K., Zhou C.S., Arecchi F.T., Boccaletti S., Kurths J. - Synchronization of spontaneous bursting in a CO2 laser - PHYSICAL REVIEW E, Vol. 74, Pagg. 066207-066213

43 D'Angelo M., Zavatta A., Parigi V., Bellini M. - Tomographic test of Bell’s inequality for a time-delocalized single photon - PHYSICAL REVIEW A, Vol. 74, Pagg. 21141-21146

44 Paturzo M., De Natale P., De Nicola S., Ferraro P., Mailis S., Eason R.W., Coppola G., Iodice M., Gioffré M., - Tunable two-dimensional hexagonal phase array in domain-engineered Z-cut lithium niobate crystal - OPTICS LETTERS, Vol. 31, Pagg. 3164-3166

45 D'Angelo M., Zavatta A., Parigi V., Bellini M. - Two-mode homodyne tomography of time-encoded single-photon ebits. - LASER PHYSICS, Vol. 16, Pagg. 1501-1507

46 Maddaloni P., Malara P., Gagliardi G., De Natale P. - Two-tone frequency modulation spectroscopy for ambient-air trace gas detection using a portable difference-frequency source around 3 micron - APPLIED PHYSICS B-LASERS AND OPTICS, Vol. 85, Pagg. 219-222

47 Spillantini P., Bottai S., Mazzinghi P. - Ultra high energy neutrinos detected from the orbit: Possibilities, limits and technical problems - NUCLEAR PHYSICS B, Vol. 150, Pagg. 38-43

Articoli non ISI

1 Bonifazzi C., Carcagnì P., Della Patria A., Ferriani S., Fontana R., Greco M., Mastroianni M., Materazzi M., Pampaloni E., Romano A. - A scanning device for multispectral imaging of paintings - Proc. SPIE, Vol. 6062, Pagg. 190-199

2 Ciofini M., Favilla E., Lapucci A., Sani E. - Beam characterization of a scalable 220 W-ceramic Nd:YAG laser - Proceedings of the Spie, Vol. 6346, Pagg. -

3 Sani E. , Favilla E. , Ciofini M., Lapucci A., Bezzi G., Mingazzini C., Sangiorgi S. - Comparative Optical Characterization of Transparent Nd-doped YAG Ceramics and Single Crystals for Laser Applications - Advances in Science and Technology, Vol. 45, Pagg. 2608-2613

4 Grilli S., Ferraro P., Sansone L., Paturzo M., De Nicola S., Finizio A., Pierattini G., De Natale P. - Engineering and characterization of ferroelectric microstructures for photonic crystal applications - Procedings SPIE, Vol. 6182, Pagg. 612804-612804

5 Sansoni P., Farini A., Fontani D., Jafrancesco D. - Facciamo luce sulle unità fotometriche - Luce & Design, Vol. 5, Pagg. 78-82

6 Fontani D., Francini F., Longobardi G., Sansoni P. - Illuminare con I Girasoli - Luce & Design , Vol. 6, Pagg. 36-36

7 Farini A. - Orlando, Florida, Light and color Symposium 2006 - Luce e Design, Vol. 3, Pagg. 58-62 8 Farini A. - Strumentzione base: usare la macchina fotografica come luminanzometro - Luce e Design,

Vol. 3, Pagg. 40- 9 Francini F., Fontani D., Jafrancesco D., Mercatelli L., Sansoni P. - THE SUNFLOWERS: illumination

by solar collectors and optical fibres - Science and Technology: SPIE Newsroom, Vol. , Pagg. -


1 Paturzo M., Ferraro P., De Natale P., Finizio A., Mailis S., Gioffrè M., Coppola G., Iodice M. - 2D lithium niobate microstructures: fabrication, characterization, and applications - Micro-Optics, VCSELs, and Photonic Interconnects II: Fabrication, Packaging, and Integration, Strasburgo (Francia)

2 Bonifazzi C., Carcagnì P., Della Patria A., Ferriani S., Fontana R., Greco M., Mastroianni M., Materazzi M., Pampaloni E., Romano A. - A scanning device for multispectral imaging of paintings - Electronic Imaging - IS&T/SPIE 18th Annual Symposium Spectral Imaging: Eighth International Symposium on Multispectral Color Science, San Jose, California (USA)

3 Gambicorti L., Mazzinghi P., Pace E. - Advanced optical systems for the detection of Ultra High Energy Cosmic Rays. - ICSO 2006 Sixth International Conference on Space, ESA/ESTEC Noordwijk (Netherlan

4 Tiribilli B., Ferraro P., Grilli S., Molesini G., Vannoni M., Vassalli M. - An integrated approach for photonic crystal inspection and characterization - Optical Micro- and Nanometrology in Microsystem Technology, Strasbourg, France

5 Mazzinghi P., Bratina V., Ferruzzi D., Gambicorti L., Simonetti F., Zuccaro Marchi A., Salinari P., Lisi F., Olivier M., Bursi A., Pereira J. - An ultra-lightweight, large aperture, deployable telescope for advanced lidar applications - ICSO 2006 Sixth International Conference on Space, ESA/ESTEC Noordwijk (Netherlan

6 Sani E., Ciofini M., Favilla E., Lapucci A. - Analysis of the beam Parameters of a scalable 220 W Nd:YAG Laser - 2nd EPS-QEOD Europhoton Conference on , Pisa - ITALY

7 Ciofini M., Favilla E., Lapucci A., Sani E. - Beam characterization of a scalable 220 W-ceramic Nd:YAG laser - 16th Int. Symposium on Gasflow and Chemical Lasers/High Power Lasers (GCL-HPL 2006), Gmunden, Austria

8 Lapucci A. - Caratterizzazione di mezzi attivi laser SLAB a matrice ceramica - Atti del convegno Elettroottica 2006, Frascati (Roma)

9 Cancio P., Gagliardi G., Galli I., Giusfredi G., Maddaloni P., Malara P., Mazzotti D., De Natale P. - Comb-referenced ultra-high sensitivity spectroscopic molecular detection by compact non-linear sources - The 6th International Conference on Space Optics (ICSO), ESTEC, Noordwijk, The Netherla

10 Sani E., Favilla E., Ciofini M., Lapucci A., Bezzi G., Mingazzini C., Sangiorgi S. - Comparative Optical Characterization of Transparent Nd-doped YAG Ceramics and Single Crystals for Laser Applications - 11th International Ceramics Congress and 4th Forum on new Materials (CIMTEC 2006), Acireale, ITALY

11 Ferraro P., Grilli S., Alfieri D., De Nicola S., Finizio A., Pierattini G. - Compensation of chromatic aberration in multiwavelength digital holographic investigation of microstructures - SPIE - Interferometry XIII: Applications, San Diego, California (USA)

12 Grilli S., Ferraro P., Sansone L., Paturzo M., De Nicola S., Finizio A., Pierattini G., De Natale P. - Engineering and characterization of ferroelectric microstructures for photonic crystal applications - SPIE - Photonic Crystal Materials and Devices III, Strasburgo (Francia)

13 Mazzoni M.,Agati G.,Cecchi G.,Toci G., Mazzinghi P. - High Resolution Measurements of Solar Induced Chlorophyll Fluorescence in the Fraunhofer Oxigen Bands - 6th Internat. Conf. on Space Optics, ESA-ESTEC, Noordwijk, The Neth

14 Bratina V., Mazzinghi P., Pensavalle E., Trinchero G. - Il Fluid Science Lav sul modulo Columbus - Elettroottica 2006, Frascati (Roma)

15 Striano V., Coppola G., Ferraro P., Alfieri D., Grilli S., De Nicola S., Finizio A., Pierattini G. - Improvement of the reconstruction algorithm for extended focus image of MEMS by digital holography - SPIE - Speckle06: Speckles, From Grains to Flowers , Nimes (Francia)

16 Vannoni M. - Influenza del menisco su misure interferometriche di uno specchio liquido - Congresso Nazionale SIF, Torino, Italy

17 Pignatiello F., De Rosa M., Ferraro P., Arie A., Grilli S., Sansone L., De Nicola S., De Natale P. - Interferometric measurement of thermal expansion coefficients and thermo-optic coefficients in ferroelectric crystals - Optical Micro- and Nanometrology in Microsystems Technology, Strasburgo (Francia)

18 Ferraro P., Paturzo M., De Nicola S., Finizio A., Pierattini G., Coppola G., Iodice M., Striano V., Gagliardi M. - Interferometric measurement of thickness of silicon nitride layer in bi-morph silicon MEMS - Optical Micro- and Nanometrology in Microsystems Technology, Strasbourg, France

19 Gagliardi G., Salza M., Ferraro P., De Natale P. - Interrogation of FBG-based strain sensors by means of laser radio-frequency modulation techniques - OPTICAL MICROSYSTEMS 2005, Capri (Napoli), Italy

20 Mazzinghi P., Bratina V., Gambicorti L., Simonetti F., Zuccaro Marchi A. - Large aperture and wide field of view space telescope for the detection of Ultra High Energy Cosmic Rays. - ICSO 2006 Sixth International Conference on Space, ESA/ESTEC Noordwijk ( Netherla

21 Gagliardi G., Salza M., Ferraro P., De Natale P. - Laser radio-frequency and cavity-enhanced interrogation techniques for strain sensing by fiber Bragg gratings - International Conference on Coherent and Nonlinear Optics (ICONO 2005) , St. Petersburg (Russia)

22 Pignatiello F., De Rosa M., Ferraro P., Grilli S., De Nicola S., Arie A., De Natale P. - Measurement of thermal expansion and thermo-optic coefficients in LiNbO3 and KTiOPO4 crystals using dual-interferometric techniques - SPIE - Speckle06: Speckles, From Grains to Flowers , Nimes (France)

23 Vannoni M., Molesini G. - Medium-term stability effects on a fused silica planarity standard - 2006 Conference on precision electromagnetic measurements digest, Torino

24 Gagliardi G. - Metodologie laser per l'interrogazione ad alta sensibilità di reticoli di Bragg e risonatori in fibra ottica - Elettroottica 2006, Frascati (Roma)

25 Pignatiello F., De Rosa M., Ferraro P., Grilli S., Sansone L., De Natale P., De Nicola S., Arie A. - Misura simultanea del coefficiente di espansione termica e dei coefficienti termo-ottici di cristalli ferroelettrici usando tecniche interferometriche - Elettroottica 2006, Frascati (Roma)

26 Maddaloni P., Gagliardi G., Malara P., De Natale P. - Monitoraggio di gas intorno a 3μm mediante un generatore di frequenza differenza accoppiato ad una cavità ad elevata finezza in allineamento "off-axis" - Elettroottica 2006, Frascati (Roma)

27 Coppola G., Iodice M., Zaccuri R.C., Indolfi M., Rocco A., Ferraro P. - Monitoraggio di sensori di Bragg in fibra ottica mediante l'uso di cavità Fabry-Perot integrate in guida d'onda di silicio - Elettroottica 2006, Frascati (Roma)

28 Ferraro P., Alfieri D., Grilli S., De Nicola S., Finizio A., Pierattini G., Coppola G., Striano V. - Olografia digitale per microscopia remota - Elettroottica 2006, Frascati (Roma)

29 Francini F., Fontani D., Jafrancesco D., Mercatelli L., Sansoni P. - Optical control of sunlight concentrators - Optics & Photonics SPIE Conference, San Diego, California (USA)

30 Francini F., Fontani D., Jafrancesco D., Mercatelli L., Sansoni P. - Plane development of lateral surfaces for inspection systems - Optics & Photonics SPIE Conference, San Diego, California (USA)

31 Bonifazzi C., Carcagnì P., Della Patria A., Ferriani S., Fontana R., Greco M., Mastroianni M., Materazzi M., Pampaloni E., Pezzati L., Romano A. - Realizzazione e ottimizzazione di un dispositivo a scansione per lýanalisi multispettrale ad immagine di superfici dipinte - IV Congresso Nazionale di Archeometria; Scienza e Beni Culturali, Pisa, Italia

32 Fontani D., Francini F. Mercatelli L., Jafrancesco D., Sansoni P. - Rilevamento del profilo di oggetti tramite la proiezione di strutture colorate - econda Conferenza Nazionale Gruppo del Colore., Milano

33 Quercioli F., Tiribilli B., Vassalli M., Molesini G., Vannoni M. - Scanning fluorescence microscopy with a lens colour filter - Nanoscale 2006, Berna

34 Mazzinghi P., D'Amato F., Viciani S., Werle P.W., Giuntini M., De Pas M., Castagnoli F., Toci G. - Sistemi TDL da aereo per analisi atmosferica - Elettroottica 2006, Frascati (Roma)

35 Francini F., Fontani D., Jafrancesco D., Mercatelli L., Sansoni P. - Solar internal lighting using optical collectors and fibres - Optics & Photonics SPIE Conference, San Diego, California (USA)

36 Quercioli F., Tiribilli B., Vassalli M., Vannoni M., Molesini G. - Spettroscopio modulare per microscopia confocale - Elettroottica 2006, Frascati (Roma)

37 Di Marco A., Catapano R., Guj G., Tomassi F., Sansoni P. - Studio parametrico della termofluidodinamica di un collettore solare parabolico lineare - 61ST National Congress of the Italian Thermotechnical Association ATI, Perugia, Italia

38 Schumann U., Kurz C., Schlager H., Huntrieser H., Emmons L., Labrador L., Meijer E., Ulanovsky A., Viciani S. - Towards a robust estimate of the global lightning nitrogen oxides source rate and its error bound. - ESA-ESRIN (European Space Research INstitute): Atmospheric Science Conference , Frascati (Roma), Italy

Libri

1 Grilli S. - Ferroelectric domain engineering and characterization for photonic applications - , Royal Institute of Technology, Stockholm

2 Abati S., Borchi E., Farini A. - L'eredità di Leonardo: una ricchezza per l'ottica di oggi - L' innovazione per lo sviluppo locale: l'università per il territorio, Firenze University Press, Firenze

3 D'Amato F. - Laser spectrometers for atmospheric analysis - Advances in Spectroscopy for Lasers and Sensing, Di Bartolo B., Forte O., Berlin

Rapporti

1 Fontani D., Francini F., Jafrancesco D., Mercatelli L., Sansoni P. - Rapporto 3F-RT06001 - Misura di irradiamento nelle bande NIR e IR

2 Fontani D., Francini F., Jafrancesco D., Mercatelli L., Sansoni P. - Rapporto 3F-RT06002 - Misure su sheets plastici ad uso industriale

3 Fontani D., Francini F., Jafrancesco D., Mercatelli L., Sansoni P. - Rapporto 3F-RT06003 - Misure di intensità, uniformità di luminanza e colore su segnali stradali

4 Fontani D., Francini F., Jafrancesco D., Mercatelli L., Sansoni P. - Rapporto 3F-RT06004 - Controllo delle alette di chiusura dei tappi

5 Fontani D., Francini F., Jafrancesco D., Mercatelli L., Sansoni P. - Rapporto 3F-RT06005 - Misure di irraggiamento su lampade di illuminazione a gas

6 Fontani D., Francini F., Jafrancesco D., Mercatelli L., Sansoni P. - Rapporto 3F-RT06006 - Misure fotometriche e spettrali su lampade multiled

7 Fontani D., Francini F., Jafrancesco D., Mercatelli L., Sansoni P. - Rapporto 3F-RT06007 - Misure di trasmittanza di un collante

8 Fontani D., Francini F., Jafrancesco D., Mercatelli L., Sansoni P. - Rapporto 3F-RT06008 - Misure fotometriche su lampada fluorescente

9 Fontani D., Francini F., Jafrancesco D., Mercatelli L., Sansoni P. - Rapporto 3F-RT06009 - Misura del colore della radiazione emessa da due segnali per la nautica

10 Fontani D., Francini F., Jafrancesco D., Mercatelli L., Sansoni P. - Rapporto 3F-RT06010 - Taratura luxmetro VE 107 LX (Vemer)

11 Fontani D., Francini F., Jafrancesco D., Mercatelli L., Sansoni P. - Rapporto 3F-RT06011 - Illuminatori: stato dell'arte e possibili miglioramenti

12 Fontani D., Francini F., Jafrancesco D., Mercatelli L., Sansoni P. - Rapporto 3F-RT06012 - Caratteristiche di un colorimetro per la misura del colore di liquori

13 Fontani D., Francini F., Jafrancesco D., Mercatelli L., Sansoni P. - Rapporto 3F-RT06013 - Misure spettrofotometriche su vetrini intorno a 1550 nm

14 Fontani D., Francini F., Jafrancesco D., Mercatelli L., Sansoni P. - Rapporto 3F-RT06014 - Misure e valutazioni dei prototipi P2 e P3 del sistema Sacmi per la misura del colore.

15 Fontani D., Francini F., Jafrancesco D., Mercatelli L., Sansoni P. - Rapporto 3F-RT06015 - Misure di riflessione totale su campioni di polistirolo grigio

16 Fontani D., Francini F., Jafrancesco D., Mercatelli L., Sansoni P. - Rapporto 3F-RT06016 - Misure di irradiamento spettrale generato da specular microscope per uso oftalmico (secondo UNI EN ISO 10940)

17 Fontani D., Francini F., Jafrancesco D., Mercatelli L., Sansoni P. - Rapporto 3F-RT06017 - Misure di irradiamento spettrale generato da specular microscope per uso oftalmico (secondo UNI EN ISO 15004)

18 Fontani D., Francini F., Jafrancesco D., Mercatelli L., Sansoni P. - Rapporto 3F-RT06018 - Misure di classificazione di sicurezza di apparecchio per uso oftalmico (secondo CEI EN 60825-1 2003-02)

19 Fontani D., Francini F., Jafrancesco D., Mercatelli L., Sansoni P. - Rapporto 3F-RT06019 - Misure di trasmettività spettrale su filtri

20 Fontani D., Francini F., Jafrancesco D., Mercatelli L., Sansoni P. - Rapporto 3F-RT06020 - Controllo della laccatura di coperchi metallici per contenitori di alimenti

21 Fontani D., Francini F., Jafrancesco D., Mercatelli L., Sansoni P. - Rapporto 3F-RT06021 - Misure spettroradiometriche, di temperatura di colore e coordinate cromatiche su lampade.

22 Fontani D., Francini F., Jafrancesco D., Mercatelli L., Sansoni P. - Rapporto 3F-RT06022 - Misure del fattore di riflessione spettrale su visiere protettive.

23 Fontani D., Francini F., Jafrancesco D., Mercatelli L., Sansoni P. - Rapporto 3F-RT06023 - Modellazione di due aggiuntivi ottici per manipolo (da 25x50 mm2 a 10x10 mm2 e 15x40 mm2)

24 Fontani D., Francini F., Jafrancesco D., Mercatelli L., Sansoni P. - Rapporto 3F-RT06024 - Misure di intensità luminosa di un segnale ferroviario al variare della tensione di alimentazione.

25 Fontani D., Francini F., Jafrancesco D., Mercatelli L., Sansoni P. - Rapporto 3F-RT06025 - Misure di riflettività spettrale su provini metallici.

26 Fontani D., Francini F., Jafrancesco D., Mercatelli L., Sansoni P. - Rapporto 3F-RT06026 - Misure dell'irradiamento, dello spettro e dell'impulso flash generato da fundus camera per uso oftalmico.

27 Fontani D., Francini F., Jafrancesco D., Mercatelli L., Sansoni P. - Rapporto 3F-RT06027 - Model of an optical head utilised in an electro-medical equipment for fluorescent measurements

28 Fontani D., Francini F., Jafrancesco D., Mercatelli L., Sansoni P. - Rapporto 3S-RT06001 - Misure finali sul simulatore solere YSS-200 modificato

29 Fontani D., Francini F., Jafrancesco D., Mercatelli L., Sansoni P. - Rapporto 3S-RT06002 - Misura del rendimento di una matrice 5x5 di collettori solari accoppiati a fibre ottiche


1 D'Amato F., Mazzinghi P., Viciani S., Romano M. - Campagna di Misure Meduse 2 Viciani S., D'Amato F., Mazzinghi P., Castagnoli F., De Pas M., Giuntini M., Montori A. - Campagna di

misura: AMMA (African Monsoon Multidisciplinary Analysis) 3 Greco V. - Consulenza di progettazione ottica nell'ambito del Progetto Laser Drill VIVA finanziato con

PRRIITT misura 3.1 Azione A (DGR n.2883/2003) 4 Greco V. - Consulenza di progettazione ottica nell\'ambito del Progetto Laser Drill VIVA finanziato con

PRRIITT misura 3.1 Azione A (DGR n.2883/2003) Principali risorse strumentali dell’Istituto

Numerosi e vari sono gli apparati strumentali disponibili presso i vari laboratori e sezioni INOA. Tra questi si citano: - ampificatori in fibra e tipo lock-in;

- analizzatori di distribuzione spaziale, qualità di fascio, spettro ottico in RF e non; - autocorrelatori per diagnostica laser; - Camera pulita con apparato di litografia interferometrica; - Camera pulita con apparato con apparati di profilometria ottico completa di impianto di climatizzazione e pulizia aria; - cavità ottica di altissima finezza a 4.5 mm; - criostati per laser a cascata quantica; - fotogoniometro e goniofotometro; - fotometri LMT tipo S1000 - generatori di 2a armonica e di pettini di frequenza; - interferometri a colonna e da tavolo del tipo Zygo; - lampade campione; - lasers a diodo, Nd:YAG, Ti:Zaffiro, Ar, Co2; - luxmetri; - microscopi di tipo interferenziale e a Forza Atomica (AFM); - monocromatori per XUV, UV, VIS; - orologio a Rb disciplinato da GPS; - oscillatori al quarzo e digitali; - pompe turbomolecolari per alto vuoto; - profilometro ottico Rodenstock RM600; - Radiometri di varie sensibilità; - rivelatori a singolo fotone per il visibile; - rivelatori fotovoltaici criogenici per il medio IR; - rivelatori veloci ( tr<300ps); - sintetizzatori RF a basso rumore di fase; - sistema microprofilometrico Zygo NewView - sistema per la generazione di armoniche di ordine elevato; - sistemi misura potenza/energia (5 teste da 0.001 a 1500 W); - spettrofotometro a contatto Minolta CM2002; - spettrofotometro IR Perkin Elmer FTIR 2000; - spettrofotometro Perkin Elmer Lambda900 compelto di numeri accessori; - spettrogoniometri; - spettroradiometri; - stazione misura lenti; - telecamere fra cui: una criogenica per il medio IR, una raffreddata per il visibile ed una tipo piroelettrica per il medio IR; - traslatori motorizzati ad alta risoluzione. Considerazioni generali ed elementi di autovalutazione

Considerazioni generali Le competenze che INOA esprime sono tutte contenute nel progetto "Ottica, fotoni e plasmi" del Dipartimento Materiali e Dispositivi attraverso quattro commesse che bene riassumono alcune delle macrolinee che caratterizzano il progetto stesso: · ottica quantistica e spettroscopia; - imaging, materiali e dispositivi ottici; · interferometria e microscopia; · ottica per ambiente, spazio, industria; La padronanza di queste competenze è dimostrata dal curriculum dei ricercatori e tecnologi che operano all'interno di INOA, dalle apparecchiature disponibili, in parte di originale concezione, e in alcuni casi esclusive in Italia, e soprattutto dai risultati in tal modo raggiunti. Il numero e la qualità delle pubblicazioni, dei "report" tecnici e dei brevetti realizzati, unitamente al

gran numero di Progetti, testimoniano una produzione scientifica e tecnologica di altissimo livello ed un radicamento delle attività a livello locale ma con una piena integrazione nella comunità scientifica internazionale. I problemi gestionali ed amministrativi, unitamente a quelli finanziari e di mancanza di personale (ormai cronici), legati all'inserimento di INOA nel CNR, inserimento dovuto al D.L. 127/2003, hanno di fatto rallentato molto lo sviluppo delle attività di ricerca e delle competenze che , se pur ancora con ottimi risultati, avrebbero potuto essere più significative. Elementi di autovalutazione L'INOA è un istituto di ricerca fondamentalmente monotematico che svolge la sua attività, fino dalla sua fondazione avvenuta nel 1927, nel campo dell'ottica attraverso programmi di ricerca pura e applicata, di consulenza e collaudo verso terzi e di formazione. Le competenze che INOA esprime sono tutte contenute nel progetto "Ottica, fotonica e plasmi" del Dipartimento Materiali e Dispositivi attraverso quattro commesse che bene riassumono alcune delle macrolinee che caratterizzano il progetto stesso: · ottica quantistica e spettroscopia, il cui obiettivo è lo studio dell'interazione radiazione-materia nei suoi aspetti più innovativi, che includono gli effetti quantistici e lo sviluppo di sistemi coerenti per spettroscopia di alta sensibilità e precisione in regioni spettrali fino ad ora poco accessibili. Sono stati raggiunti obiettivi estremamente significativi in vari settori, e tra questi: estensione della metrologia di frequenza al medio IR; rivelazione ultrasensibile di molecole in concentrazioni di parti in 10^12; delocalizzazione coerente di singoli fotoni. · imaging, materiali e dispositivi ottici. L'attività si è concentrata sullo sviluppo di nuovi materiali e dispositivi e sulla loro caratterizzazione per mezzo di tecniche innovative di "imaging" in diverse regioni spettrali, che trovano, ad esempio, applicazione alla conservazione dei beni culturali. · interferometria e microscopia. Tale attività ha come obiettivo lo sviluppo di nuovi metodi e apparati per il miglioramento di risoluzione laterale, risoluzione verticale, profondità di campo e operatività in varie condizioni di impiego. L'attività è finalizzata sia allo studio e alla caratterizzazione di materiali e micro-dispositivi, sia all'analisi di processi dinamici nel visibile e nell'infrarosso. Inoltre è oggetto della linea di ricerca anche la realizzazione di strutture su scala micro- e nano-metrica con processi di litografia olografica. · ottica per ambiente, spazio, industria. Tale attività è rivolta allo sviluppo di tecniche e metodologie ottiche innovative per un efficace monitoraggio ambientale, ad esempio in zone vulcaniche o con sistemi su pallone, aereo e da satellite. Al contempo, tecniche di questo tipo sono studiate per l'innovazione nel settore industriale con attività di ricerca su sorgenti laser, continue ed impulsate, ad alta potenza. Si esegue attività di certificazione, consulenza e misura a favore di imprese ed altri enti nel campo della radiometria, fotometria, colorimetria, illuminotecnica, progettazione e collaudo di sistemi ottici, collettori solari, ergonomia della visione. INOA è strutturato con una sede centrale, collocata ad Arcetri, Firenze e due sezioni territorialmente distaccate, costituite negli ultimi anni, prima a Napoli e poi a Lecce. Questo rappresenta sicuramente un significativo punto di forza, in quanto entrambe le sezioni sono in area obiettivo 1 dell'Unione Europea. Le attività delle due sezioni sono focalizzate su due temi portanti, l'Ambiente ed i Beni Culturali, ripettivamente per la sede di Napoli e Lecce, e su questi temi c'è stata piena integrazione dell'attività INOA, con quella degli altri Enti di ricerca ed Università operanti in Campania e Puglia, anche attraverso i Centri di Competenza Regionali, già operanti da alcuni anni in Campania e recentemente istituiti in Puglia. La sinergia con il tessuto produttivo, sia nella sede Toscana che nelle sezioni distaccate è l'altro importante cardine delle attività dell'INOA. Esiste in Toscana un'alta concentrazione di aziende ad alta tecnologia, operanti nel settore dell'Ottica, che ha beneficiato, per lo sviluppo, della formazione culturale e delle collaborazioni con l'INOA, per circa 80 anni. Tale modello è stato poi riproposto, focalizzandolo sui temi di maggiore interesse per il Territorio, per le due sezioni distaccate. Il risultato è stato di una intensa collaborazione scientifica, tecnologica e di formazione per il personale con aziende collocate al Sud, attraverso strumenti quali i progetti PON e FAR e le già citate misure POR. A riprova del ruolo di riferimento che ha raggiunto l'INOA nella sede

campana, è possibile citare la stretta collaborazione con Alenia Aeronautica o l'importante contratto di collaborazione (430 kEuro) pluriennale sottoscritto nelle ultime settimane da un'azienda, Andromeda-Optotech, impegnata nello sviluppo di sorgenti laser per litografia e componenti optoelettronici. Gli esempi citati testimoniano come sia stato possibile reperire ingenti risorse esterne all'Ente, per le sezioni distaccate di INOA, indispensabili ad un rapido sviluppo delle attività, attraverso l'acquisizione di strumentazione di avanguardia e di personale ad alta specializzazione, più facilmente reperibile in Campania, per l'elevato numero di laureati in discipline scientifiche. La sinergia strettissima delle Sezioni distaccate con la Sede di Firenze ha poi avuto due implicazioni degne di nota: il riversamento di competenze da parte di personale "senior" presente nella Sede è stato ben controbilanciato da una grande ricchezza propositiva e di dinamismo da parte del personale strutturalmente più giovane delle Sezioni distaccate; l'età media dei ricercatori di tutto l'Istituto si è significativamente abbassata, con immediati riflessi sulla produttività, e la capacità di attrazione dell'INOA per giovani ad alta qualificazione è stata drammaticamente accresciuta. L'avvio rapido delle attività nelle due sezioni distaccate è stato possibile soprattutto grazie agli accordi di collaborazione sottoscritti, per Napoli, con l'Istituto di Cibernetica (ICIB) e successivamente, per Lecce, con l'Università. L'integrazione con i ricercatori del reparto di Ottica dell'Istituto di Cibernetica è divenuto uno dei migliori "asset" per INOA ed ICIB, che sta realmente moltiplicando le capacità di ricerca scientifica e sviluppo tecnologico dei due Istituti. Ciò è testimoniato dal numero estremamente elevato di pubblicazioni scientifiche, brevetti, accordi con aziende ed altri Enti pubblici e progetti di ricerca congiuntamente realizzati e facilmente reperibili dai siti web o dai report periodici di INOA ed ICIB. L'attività nella sede di Firenze è anch'essa articolata geograficamente, essendo state sottoscritte negli ultimi anni convenzioni con l'Università di Firenze (soprattutto Dipartimento di Fisica e Laboratorio Europeo di Spettroscopia Nonlineare-LENS) ed essendo stati acquisiti spazi nel Comune di Campi Bisenzio, importante centro dell'area industriale fiorentina. In conseguenza di ciò, le attività di ricerca più propriamente definibili "di base" sono state delocalizzate al Polo Scientifico di Sesto Fiorentino, presso il LENS e il Dip. Di Fisica, mentre alcune attività più specificamente applicative sono state spostate nella sede di Campi Bisenzio. Questo ha consentito una crescita estremamente significativa delle attività di ricerca scientifica e sviluppo tecnologico, sia per qualità che per quantità, avendo rimosso le limitazioni di spazio e la limitatezza delle collaborazioni che in precedenza le avevano frenate. Grazie a questa articolazione sulla sede di Firenze, sono stati raggiunti livelli di eccellenza internazionale, ad esempio nei settori dell'Ottica quantistica e nello sviluppo di sorgenti innovative di radiazione coerente, ampiamente documentati non soltanto nelle riviste specializzate di settore, ma anche dai mezzi di comunicazione di massa. Anche l'attività nel settore dei Beni Culturali, divenuta già da tempo strategica in una città d'arte come Firenze, ha successivamente trovato un'ampia gamma di applicazioni nella sede di Lecce ed ha recentemente acquisito un importante Progetto finanziato dalla Regione Toscana. Grande importanza nello sviluppo delle attività di INOA, in tutte le sedi dove esso opera, riveste la rete di collaborazioni scientifiche con altri Istituti, Enti di ricerca ed Università, in primo luogo in ambito nazionale, ma anche all'estero. Alle già citate collaborazioni di maggior peso, con Università di Firenze, LENS ed Istituto di Cibernetica-CNR, bisogna senz'altro aggiungere la partecipazione ai Centri di Competenza Regione Campania, che ha implicato una collaborazione diretta con altri tredici Enti di ricerca ed Università presenti in Campania, operanti nel settore dell'analisi e monitoraggio del rischio ambientale. Tale Centro si è recentemente trasformato in una Società Consortile, che vede il socio CNR, al secondo posto per quote detenute, rappresentato da un ricercatore INOA nel Consiglio di amministrazione, a significativa testimonianza dell'importante ruolo svolto da INOA in questa compagine. Proposta di interventi organizzativi La grande crescita che ha caratterizzato l'attività di ricerca scientifica e di sviluppo tecnologico di INOA in questi ultimi anni è stata possibile non soltanto grazie all'acquisizione di spazi e risorse finanziarie esterne, ma soprattutto grazie all'acquisizione di risorse umane ad alta qualificazione. Ciò ha implicato un'impennata nella percentuale di personale precario rispetto al personale proprio, a tempo indeterminato, causata anche dall'effettiva impossibilità di procedere a nuovi concorsi o anche

all'assunzione di personale già vincitore di concorsi per posizioni a tempo indeterminato. E' chiaro che la sostenibilità delle attività di INOA passa necessariamente attraverso la possibilità di riassorbire parte del personale precario, ormai portatore di competenze insostituibili, oltre che dalla possibilità di riaprire le selezioni ed assunzioni di nuovo personale. Se questa è la prima priorità, la seconda è sicuramente la rinnovata disponibilità di una base di finanziamento certa a cui possono certamente aggiungersi finanziamenti esterni, acquisiti in modo competitivo, che non possono in nessun caso, però, sostituirsi, neanche parzialmente, alla base certa costituita dal finanziamento ordinario. In mancanza, come avviene ormai da alcuni anni e specificamente dall'entrata in vigore del D.L. 127/2003, di una certezza di entrate è impossibile qualsiasi pianificazione che abbia un senso sia dal punto di vista dell'acquisizione del personale che dell'attività di ricerca e sviluppo. Il mantenimento dell'elevata qualità scientifica e tecnologica di INOA, in questi ultimi anni, è infatti stata possibile solo grazie alle ingenti risorse finanziarie portate a residuo dai bilanci degli anni precedenti, che hanno tamponato la drammatica contrazione delle risorse ordinarie ma anche il notevole ritardo nell'erogazione di risorse acquisite all'esterno (ad esempio relativamente ai Progetti già approvati nell'ambito del Piano Nazionale della Ricerca-PNR). Il terzo punto di criticità è legato alla disponibilità di Sedi istituzionali per laboratori ed uffici. Se, infatti, l'apertura di sedi al Sud e la parallela articolazione su più sedi dell'attività nell'area fiorentina è alla base della significativa crescita di INOA, sul medio-lungo termine ciò rappresenta uno dei principali elementi di vulnerabilità. Tale considerazione è evidentemente legata alla temporaneità delle sedi acquisite ed al loro stretto legame con la precedente esistenza di un Istituto Nazionale di Ottica Applicata autonomo ed in grado, a fronte delle convenzioni stipulate e della messa a disposizione di spazi ed infrastrutture, di contraccambiare con personale ad alta qualificazione, risorse finanziarie e capacità progettuali. Le mutate condizioni dell'organizzazione del settore ricerca, ed anche di INOA, rendono estremamente precaria la disponibilità degli attuali spazi. Nel seguito viene fatta una disamina più dettagliata, per sedi, di questo argomento cruciale. Sede di Firenze. La strutturale carenza di spazi idonei, che aveva portato alla stipula di Convenzioni ed all'affitto di nuovi spazi, doveva trovare a regime una soluzione nella realizzazione di un nuovo edificio, per INOA, al Polo Scientifico di Sesto Fiorentino, dove già da tempo sono state trasferite le attività del CNR e di vari Dipartimenti dell'Università. Per la realizzazione del nuovo edificio INOA, l'Università di Firenze aveva stipulato un atto che prevedeva la cessione di un lotto di terreno, nel Polo Scientifico, su cui INOA si impegnava ad edificare la sua Sede principale entro un tempo definito. Il termine ultimo per iniziare ad edificare, però, scadrà a breve, e la difficile situazione economica ed organizzativa conseguente all'accorpamento di INOA al CNR non ha evidentemente consentito di edificare nulla, ad oggi. Contemporaneamente, l'accresciuta esigenza di spazi per il personale docente del Dip. di Fisica dell'Università di Firenze sta attualmente rimettendo in discussione la Convenzione a suo tempo stipulata e quindi gli spazi dati in disponibilità ad INOA. Una situazione analoga si sta presentando anche negli adiacenti spazi ottenuti da INOA presso il LENS, che erano stati espressamente richiesti in via temporanea, in vista dell'edificazione del fabbricato INOA al Polo Scientifico. La sede di Capalle, d'altra parte, presenta punti di criticità legati all'isolamento del personale ivi operante rispetto agli altri colleghi e soprattutto rispetto ai giovani, di gran lunga più facilmente reperibili, per tesi/borse/assegni/dottorati/contratti di collaborazione, nell'area del Polo Scientifico. Per i motivi sopra esposti, diventa assolutamente improcrastinabile ed indispensabile iniziare la costruzione dell'edificio INOA nell'area appositamente concessa al Polo Scientifico. Sede di Lecce La Convenzione con l'Università di Lecce, che concedeva 40 mq. ad INOA-sede Lecce, è in scadenza a breve. Inoltre, tali spazi sono del tutto inadeguati al volume delle attività e, provvisoriamente, bisognerà far fronte alle esigenze progettuali con l'aquisizione di spazi in affitto, su cui bisognerà fare investimenti per renderli idonei alle attività di ricerca e sviluppo. E' necessaria l'acquisizione o la rilocalizzazione della sede INOA-Lecce in spazi istituzionali.

Sede di Napoli Per quanto di nostra conoscenza, è stato realizzato un piano di rilocalizzazione delle attività di ricerca degli istituti CNR afferenti alle aree di ricerca di Napoli, che non prevede alcuno spazio assegnato ad INOA-sede Napoli, probabilmente a causa del recente inserimento del nostro Istituto nel CNR. Tale situazione diventerà però evidentemente insostenibile allorquando il CNR rilocalizzerà i suoi Istituti. E' quindi indispensabile inserire INOA-sede Napoli nei piani edilizi dell'Area di Ricerca CNR napoletan

MATERIALI E - cnr.it · MATERIALI E DISPOSITIVI PARTE B Istituti di prevista afferenza • Istituto...

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