Descrizione della commessa "Correlazione tra proprietà strutturali ed elettroniche in sistemi fortemente correlati, interfacce ibride ed etero-nanostrutture (MD.P04.006)"

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  • Descrizione della commessa "Correlazione tra proprietà strutturali ed elettroniche in sistemi fortemente correlati, interfacce ibride ed etero-nanostrutture (MD.P04.006)" (literal)
Strumentazione
  • sorgente di luce di sincrotrone ELETTRA. La radiazione di sincrotrone a polarizzazione variabile (lineare/circolare) copre un vasto spettro si energia (10-1800 eV), ed e' utilizzata da due branch indipendenti, che terminano con due stazioni sperimentali UHV, tre camere di transfer e due camere di preparazione. - Analizzatori di elettroni: Scienta D80,,R4000 con analisi dello spin via due sistemi VLEED. Analizzatore , Omicron EA125 per caratterizzazione XPS - Spettrometro (camera UHV ed analizzatore di elettroni MBScientific A1) per fotoemissione ad alta risoluzione ad alta energia cinetica - Polarimetri di Mott per misura della polarizzazione di spin - 3 Camere di preparazione integrate per sistemi magnetici a bassa dimensionalita'. Laser per effetto kerr, evaporazioni MBE, LEED-Auger, cannoni elettronici ed a ioni. - Camera STM a risoluzione atomica (temeperatura ambiente) - Laboratorio di microscopia ottica. Microscopio elettronico in trasmissione JEOL 2010F TEM ad alta risoluzione, Microanalisi EDS Oxford Inca 200. laboratorio preparazione campioni -In costruzione sistema di detector spin VLEED per ARPES , sistema di camere sperimentali per crescita MBE e PLD ed analisi kerr (literal)
  • - Laboratorio Linea di Luce APE (Advanced Photoelectric Effect Experiment), presso la sorgente di luce di sincrotrone ELETTRA. La radiazione di sincrotrone a polarizzazione variabile (lineare/circolare) copre un vasto spettro si energia (10-1800 eV), ed e' utilizzata da due branch indipendenti, che terminano con due stazioni sperimentali UHV, tre camere di transfer e due camere di preparazione. - Analizzatori di elettroni: Scienta SES 2002, Omicron EA125 - Spettrometro (camera UHV ed analizzatore di elettroni MBScientific A1) per fotoemissione ad alta risoluzione ad alta energia cinetica - Polarimetri di Mott per misura della polarizzazione di spin - Camera di preparazione per sistemi magnetici a bassa dimensionalita'. Laser per effetto kerr, evaporazioni MBE, LEED-Auger, cannoni elettronici ed a ioni. - Camera STM a risoluzione atomica (temeperatura ambiente) - Laboratorio di microscopia ottica. Microscopio elettronico in trasmissione JEOL 2010F TEM ad alta risoluzione, Microanalisi EDS Oxford Inca 200. laboratorio preparazione campioni (literal)
Tematiche di ricerca
  • - Crescita ed analisi di nanostrutture (magnetiche e non) su superfici vicinali; produzione di catene monoatomiche e sistemi autoaggregati a confinamento elettronico.[Fe/Rh(100), Fe/O/Cu(332), NiO/Ag(100)]. - Sistemi exchange-bias [(PtMn/Fe(100)] - Fotoemissione ad alta risoluzione per l'analisi del magnetismo itinerante in interfacce FM/metallo. - Sistemi ferromagnetici diluiti (GaMnAs), interfacce ferromagnete/semiconduttore (Fe/GaAs,Fe/GaMnAs). - Nanofabbricazione ed analisi con spettroscopia TEM di matrici di particelle magnetiche. Spettroscopia TEM su sistemi confinati lateralmente. - Analisi di interfacce sepolte (ossidi, OLED, interfacce organico-metallice) con fotoemissione sensibile al volume. - Analisi delle transizioni di fase e delle fluttuazioni di origine magnetica in ossidi complessi e in sistemi fortemente correlati (vanadati, manganiti, rutenati, cuprati, FeAs-based). - Interfacce ferromagnete/high Tc. - Produzione, caratterizzazione ed analisi di perovskiti magnetiche e di sistemi prototipo a magnetoresistenza gigante basate su manganiti (LSMO) e rutenati (literal)
  • - Crescita di catene monoatomiche e sistemi autoaggregati a confinamento elettronico su superfici. Interfacce molecola-metallo e loro proprietà elettroniche e magnetiche - Fotoemissione ad alta risoluzione e risolta in spin per l'analisi del magnetismo itinerante in interfacce FM/metallo. - Sistemi ferromagnetici diluiti (GaMnAs), interfacce ferromagnete/semiconduttore. - Nanofabbricazione ed analisi con spettroscopia TEM di matrici di particelle magnetiche. Spettroscopia TEM su sistemi confinati lateralmente. Spettroscopia TEM su materiali prototipo per celle solari. - Ossidi magnetici e loro interfacce, effetti di screening elettronico in sistemi 3d e 4d - Analisi di interfacce sepolte (ossidi, OLED, resistive switching devices) con fotoemissione sensibile al volume. - Analisi delle transizioni di fase in ossidi complessi e sistemi fortemente correlati. - Effetti dinamici e magnetici in sistemi 2D e 3D eccitati da sonde ultraveloci (laser, X-FEL) - Produzione, caratterizzazione ed analisi di perovskiti magnetiche e di sistemi prototipo a magnetoresistenza gigante basate su manganiti (LSMO) - Isolanti topologici e loro interfacce con film sottili ferromagnetici (literal)
Competenze
  • Le spettroscopie di analisi fine della materia disponibili presso lo IOM sono ben posizionate nel panorama internazionale, in particolare per quanto riguarda l'utilizzo della luce di sincrotrone a polarizzazione variabile, della spettroscopia TEM chirale e di STM a risoluzione atomica. -analisi delle proprieta' chimiche, elettroniche e strutturali di sistemi a bassa dimensionalita'; proprieta' magnetiche di sistemi confinati e/o artificiali. - Radiazione di Sincrotrone. Progettazione, costruzione , commissioning ed utilizzo di apparati sperimentali (linee di luce, spettrometri) per analisi delle proprieta' dei materiali. - Utilizzo delle spettroscopie elettroniche a polarizzazione variabile per la caratterizzazione ed analisi dei materiali: Fotoemissione, assorbimento, riflettivita'. -Progettazione, costruzione ed utilizzo di analizzatori di elettroni polarimetri per la misura delle proprieta' elettroniche di volume -lo sviluppo di spettroscopie elettroniche sensibili allo spin dell'elettrone che possano analizzare gli effetti di dinamica della magnetizzazione nel range dei femtosecondi. -Sviluppo di software dedicati per movimentazione e motorizzazione di micronanoggetti (literal)
  • - Studio di sistemi fortemente correlati; analisi delle proprieta' chimiche, elettroniche e strutturali di sistemi a bassa dimensionalita'; proprieta' magnetiche di sistemi confinati e/o artificiali. - Radiazione di Sincrotrone. Progettazione, costruzione , commissioning ed utilizzo di apparati sperimentali (linee di luce, spettrometri) per analisi delle proprieta' dei materiali. - Utilizzo delle spettroscopie elettroniche a polarizzazione variabile per la caratterizzazione ed analisi dei materiali: Fotoemissione, assorbimento, riflettivita'. - Progettazione, costruzione ed utilizzo di polarimetri per la misura delle proprieta' magnetiche di superficie -Progettazione, costruzione ed utilizzo di analizzatori di elettroni polarimetri per la misura delle proprieta' elettroniche di volume - Preparazione e caratterizzazione di superfici ed interfacce. Spettroscopia Auger, caratterizzazione LEED. - Spettroscopia e microscopia TEM ad alta risoluzione. Dicroismo magnetico in TEM. Spettroscopia e microscopia SEM ed STM. - Sviluppo di software dedicati per la movimentazione, motorizzazione, ed automatismo di sistemi in UHV. (literal)
Potenziale impiego per processi produttivi
  • Possibili obiettivi tecnologici: a) Potenziale appicazione in dispositivi per la spintronica delle interfacce tra materiale ferromagnetico e semiconduttore magnetico diluito. b) Crescita di ossidi di alta qualita' su wafer di silicio, con la prospettiva di integrazione in sistemi CMOS. c) Controllo delle proprieta' elettrochimiche delle interfacce molecola (c-based)/metallo con inserzione di materiale magnetico. (literal)
  • Possibili obiettivi tecnologici: a) Potenziale appicazione in dispositivi per la spintronica delle interfacce tra materiale ferromagnetico e semiconduttore magnetico diluito. b) Crescita di ossidi di alta qualita' su wafer di silicio, con la prospettiva di integrazione in sistemi CMOS. c) Controllo delle proprieta' elettrochimiche delle interfacce molecola (c-based)/metallo con inserzione di materiale magnetico. d) spintronica basata su proprieta' topologiche. (literal)
Tecnologie
  • - Crescita per deposizione controllata MBE di film sottili e nanostrutture (fili, catene) magnetiche su semiconduttori e metalli - Crescita per deposizione controllata MBE di film sottili e nanostrutture autoaggregate di molecole organiche su metalli (literal)
Obiettivi
  • - Sviluppo di materiali magnetici funzionali, in particolare di sistemi magnetici dimensionalmente confinati (film ultrasottili, multistrati, nanoarray di dot magnetici). - Sviluppo di strutture ibride ferromagnete/semiconduttore con applicazioni in sensoristica, microelettronica, spintronica. - Confinamento quantico e di strain, di sistemi FM/AF ad exchange bias, effetti delle dimensioni finite.. - Realizzazione di sistemi monodimensionali cresciuti per MBE su superfici vicinali; controllo dello stato ferromagnetico e/o antiferromagnetico. - Studio di ossidi magnetici ed ossidi complessi in funzione del drogaggio e di parametri esterni quali campo magnetico e pressione. Analisi delle fluttuazioni in vicinanza delle transizioni di fase. - Realizzazione e controllo delle proprieta' elettroniche di interfacce molecola/ferromagnete/metallo. - Studio delle interfacce ferromagnete/superconduttore (cristallo e film); confinamento magnetico in strutture patternate cresciute per epitassia su substrati superconduttori. -Analisi e caratterizzazione dei superconduttori a base FeAs - Comprensione di effetti di interfaccia in sistemi organico-metallici (literal)
  • Sviluppo di materiali magnetici funzionali, in particolare di sistemi magnetici dimensionalmente confinati (film ultrasottili, multistrati, nanoarray di dot magnetici). - Sviluppo di strutture ibride ferromagnete/semiconduttore con applicazioni in sensoristica, microelettronica, spintronica. - Confinamento quantico e di strain, di sistemi FM/AF ad exchange bias, effetti delle dimensioni finite.. - Controllo dello stato ferromagnetico e/o antiferromagnetico di sistemi ad accoppiamento misto ed interfacce FM/Ossido - Studio di ossidi magnetici ed ossidi complessi in funzione del drogaggio e di parametri esterni quali campo magnetico e pressione. - Comprensione di effetti di interfaccia in sistemi organico-metallici - Comprensione degli effetti di polarizzazione e trasferimento di carica in eterostrutture ferroelettriche, a magnetoresistenza gigante, di spintronica organica; controllo degli effetti resistivi in MREM - Comprensione e controllo degli effetti di doping in isolanti topologici, effetti magnetic all'interfaccia. (literal)
Stato dell'arte
  • - L'attività di ricerca sulle proprietà magnetiche di superfici ed interfacce e le prospettive di applicazione per la spintronica, in paticolare per gli ossidi magnetici, si inseriscono in un panorama internazionale di grande competitivita'. - L'attivita' della commessa è fortemente focalizzata, all'interno di collaborazioni nazionali, europee ed internazionali, sulla caratterizzazione, lo studio e la realizzazione di prototipi di nuovi materiali (anche nanostrutturati) a bassa dimensionalita' con proprieta' controllate, attraverso la crescita in situ di interfacce complesse. Gli assi principali di attivita' sono: - il controllo della magnetizzazione in interfacce basate sui semiconduttori magnetici ed ossidi funzionali - la realizzazione di sistemi monodimensionali confinati in interfacce organiche - lo studio ed il controllo delle proprieta' magnetiche di interfaccia tra isolanti topologici e overlayer ferromagnetici - la realizzazione di nuovi sistemi sperimentali integranti la crescita, la caratterizzazione e l'analisi di interfacce , compatibili con misure di radiazione di sincrotrone, di laser UV e probe pulsati, fino al regime del femotosecondo (literal)
  • - L'attività di ricerca sulle proprietà magnetiche di superfici ed interfacce (anche su scala nanometrica) e' di grande rilievo scientifico ed applicativo. Le prospettive di ricerca ed applicazione di materiali per la spintronica, ed in genere di ossidi magnetici, si inseriscono in un panorama internazionale di grande competitivita'. - Il TASC, e l'attivita' della commessa, sono fortemente coinvolti in collaborazioni nazionali, europee ed internazionali focalizzate sulla caratterizzazione, lo studio e la realizzazione di prototipi di nuovi materiali magnetici nanostrutturati ed a bassa dimensionalita'. Gli assi principali di attivita' sono il raggiungimento di temperature di curie sempre piu' alte per i semiconduttori magnetici, la comprensione dell'accoppiamento superconduttore/ferromagnete, la realizzazione di sistemi monodimensionali confinati. -Le spettroscopie di analisi fine della materia disponibili al TASC sono ben posizionate nel panorama internazionale, in particolare per quanto riguarda l'utilizzo della luce di sincrotrone a polarizzazione variabile, della spettroscopia TEM chirale e di STM a risoluzione atomica. (literal)
Tecniche di indagine
  • - Preparazione di superfici, spettroscopia Auger - Caratterizzazione strutturale con elettroni (LEED) - Microscopia e spettroscopia con microscopio ad effetto tunnel (STM/STS). Risoluzione atomica a temperatura ambiente - Spettroscopia e microscopia TEM; dicroismo magnetico in TEM. - Microscopia SEM - Fotoemissione risolta in angolo ad alta risoluzione energetica (ARPES) (temperatura variabile e polarizzazione variabile) - Fermi Surface Mapping in ARPES - Spettroscopia di assorbimento da raggi X (XAS) - Dicroismo magnetico circolare e lineare con raggi X (XMCD) - Polarimetria basata su Mott scattering per la misura della polarizzazione di spin (temperatura variabile) - X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) (temperatura variabile e polarizzazione variabile) - Spettroscopia di fotoemissione con Hard X-ray (HAXPES) (literal)
  • Preparazione di superfici, spettroscopia Auger - Caratterizzazione strutturale con elettroni (LEED) - Microscopia e spettroscopia con microscopio ad effetto tunnel (STM/STS). Risoluzione atomica a temperatura ambiente - Spettroscopia e microscopia TEM; dicroismo magnetico in TEM. - Microscopia SEM - Fotoemissione risolta in angolo ad alta risoluzione energetica (ARPES) (temperatura variabile e polarizzazione variabile) - Fotoemissione risolta in angolo ed in spin (temperatura variabile e polarizzazione variabile) - Fermi Surface Mapping in ARPES - Spettroscopia di assorbimento da raggi X (XAS) - Dicroismo magnetico circolare e lineare con raggi X (XMCD) - Polarimetria basata su Mott scattering per la misura della polarizzazione di spin (temperatura variabile) ed applicazione allo studio della dinamica ultraveloce di rovesciamento della magnetizzazione - X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) (temperatura variabile e polarizzazione variabile) - Spettroscopia di fotoemissione con Hard X-ray (HAXPES) (literal)
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