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Istituto di fotonica e nanotecnologie (IFN)

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Istituto di fotonica e nanotecnologie (IFN) (literal)
Institute for photonics and nanotechnologies (IFN) (literal)

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L' Istituto di Fotonica e Nanotecnologie è nato dall' unificazione di tre organi CNR operanti nel campo delle nanotecnologie e dei materiali e dispositivi avanzati per fotonica ed elettronica: il Centro di Elettronica Quantistica e Strumentazione Elettronica (CEQSE) di Milano, il Centro di Fisica degli Stati Aggregati (CeFSA) di Trento, lIstituto di Elettronica dello Stato Solido (IESS) di Roma. Missioni principali dellIstituto sono: a) Lo studio e sviluppo della Fotonica sia nei suoi sviluppi più fondamentali legati allinterazione radiazione-materia, sia per lo sviluppo dei materiali e relativi componenti e dei sistemi, sia per le applicazioni in svariati campi della scienza e tecnologia. (b) Lo studio e sviluppo delle nanotecnologie onde poter realizzare componenti e dispositivi avanzati, in svariati campi della scienza e tecnologia, non realizzabili altrimenti o che comunque rispondano alle esigenze moderne di una miniaturizzazione quanto più spinta possibile. (c) La realizzazione di dispositivi microelettronici e micromeccanici e lo sviluppo, studio e caratterizzazione dei materiali ad essi connessi. I tre organi costituenti, che attualmente costituiscono le tre sezioni su cui si articola l'Istituto stesso, sono caratterizzati da una tradizione di sicura eccellenza nei rispettivi campi in cui hanno tipicamente operato. Essi inoltre possiedono un patrimonio di strumentazioni e di tecnologie rilevanti, in alcuni casi uniche, sia nellambito delle istituzioni di ricerca italiane che nel panorama della ricerca internazionale. La sede di Roma (già IESS) opera con successo e rilievo internazionale nel settore delle micro e nanotecnologie volte alla realizzazione di dispositivi avanzati elettronici, optoelettronici e fotonici. La sede di Roma dispone di una facility di micro e nanofabbricazione, dotata di litografia a fascio elettronico, litografia ottica, tecnologie di attacco dei materiali, tecnologie di deposizione e strumentazioni di diagnostica. I campi più importanti in cui la sezione di Roma ha operato ed opera sono: (1) Realizzazione di strutture e dispositivi mesoscopici con semiconduttori e superconduttori e di strutture micromeccaniche su silicio e nitruro di silicio. (2) Processi avanzati per micro e nanoelettronica, dispositivi per iperfrequenze, dispositivi per elettronica su larga area. (3) Sviluppo di tecniche litografiche a fascio elettronico, a raggi X e a sonde microscopiche a scansione. (4) Sviluppo di tecniche di diagnostica mediante sorgenti X sia convenzionali che di luce di sincrotrone. La Sezione di Milano (già Centro CEQSE) occupa, da oltre trentanni, una posizione di assoluto rilievo in campo internazionale nel settore della Fotonica. I campi più importanti in cui ha operato ed opera sono: (1) Fisica e tecnologia di sorgenti laser a stato solido e di dispositivi attivi e passivi in guida donda. (2) Applicazioni della luce laser in campo medico (es. rivelazione e distruzione selettiva di tessuti tumorali) e biologico. (3) Fisica e tecnologie delle sorgenti laser ad impulsi ultracorti (dai picosecondi ai femtosecondi). (4) Sviluppo di rivelatori di radiazione elettromagnetica particolarmente innovativi. Le apparecchiature più caratterizzanti della Sezione sono rappresentate da una facility per la fabbricazione di reticoli di Bragg speciali, da una facility per fabbricazione e caratterizzazione di guide donda ottiche, da sistemi di spettroscopia risolta in tempo per diagnostica biomedica, da una sorgente laser ultra-intensa e con durata inferiore a 10 femtosecondi (unica in campo internazionale). La Sezione di Trento (già Centro CeFSA) opera, con una forte visibilità internazionale, nello sviluppo e caratterizzazione di materiali per la fotonica, optoelettronica ed elettronica introducendo innovazioni significative sia nella preparazione sia nelle tecniche di caratterizzazione sia nellapplicazione a dispositivi. I principali campi di attività sono: (1) sintesi e trattamenti di superficie di materiali nanostrutturati da fasci di cluster, molecole organiche ed oligomeri per applicazioni fotoniche, optoelettroniche ed elettroniche; (2) preparazione, caratterizzazione e studio di materiali dielettrici per la fotonica e loptoelettronica (3) sviluppo e caratterizzazione di guide di luce planari e precursori massivi per dispositivi tutto-ottici; (4) Dispositivi superconduttivi avanzati. (5) Spettroscopie a Raggi X da luce da sincrotrone. Le apparecchiature più caratterizzanti sviluppate o acquisite nella Sezione sono: sistema per la sintesi e caratterizzazione di materiali da fasci supersonici (unico nel suo genere a livello internazionale); impianti per la preparazione e caratterizzazione di guide donda piane; sistema XEOL per fotoluminescenza da raggi X; sistemi laser ed ionici per la rivelazione in tracce di elementi volatili; sistema per la caratterizzazione del rumore di back-action di amplificatori SQUID. Il personale dellIstituto ammonta a 58 unità comprendente ricercatori, tecnici, e amministrativi CNR (36 unità) e personale associato per convenzione (22 unità). LIstituto è caratterizzato da una forte integrazione con il mondo universitario, il che permette una numerosa presenza di personale in formazione (dottorandi, laureandi, assegnisti, borsisti per un totale di 51 unità) ed una rilevante mobilità. (literal)
The Institute for Photonics and Nanotechnologies (IFN) was established upon unification of three former CNR research institutions active in the fields of nanotechnologies, materials and devices for photonics and electronics, namely, the \"Centro di Elettronica Quantistica e Strumentazione Elettronica (CEQSE)\" in Milan, the \"Centro di Fisica degli Stati Aggregati (CeFSA)\" in Trento, the \"Istituto di Elettronica dello Stato Solido (IESS)\" in Rome. Missions of the Institute are: (a) Study and development of Photonics not only from the basic point of view of radiation-matter interaction, but also from the point of view of developing materials, devices and systems as well as their applications in science and technology; (b) Study and development of nanotechnologies for the achievement of nanoscale-size devices; (c) Development of microelectronic and micromechanical devices as well as study and development of the related materials. The three CNR research institutions, now constituting the three Divisions of the IFN, have a tradition of excellence in their fields. The Rome Division (former IESS) is a well known research center devoted to the development of micro and nanotechnologies aimed at the development of advanced electronic, optoelectronic and photonic devices. A nanofabrication facility equipped with electron beam lithography, optical lithography, technologies for materials deposition and etching, diagnostics equipments, is located at the centers premises. The most important research fields of the Division are: (1) Development of semiconductor and superconductor mesoscopic devices as well as development of micromechanical devices on silicon and silicon nitride; (2) Development of advanced processes for micro and nanoelectronics, high frequency devices, devices for large area electronics; (3) Development of lithographic techniques using electron beams, X-rays and scanning probes; (4) Development of advanced diagnostic techniques using conventional as well as synchrotron radiation X-ray sources. The Milan Division (former CEQSE) is an internationally renowned center for Photonics since more than thirty years. The most important research fields of the Division are: (1) Physics and technology of solid state laser sources and waveguide devices; (2) Development of lasers for biomedical applications and diagnosis; (3) Physics and technology of ultrashort laser pulses (from pico- to femto-seconds); (4) Development of novel e.m. radiation detectors and of the corresponding instrumentation. Notable equipment of the Division are: a fabrication facility for particularly long Bragg gratings, a fabrication and characterisation facility for optical waveguides, several time-resolved spectroscopic systems for biomedical diagnosis, a ultra-high-intensity laser source with pulses of less than 10 femtoseconds (unique of its kind). The Trento Division (former CeFSA) is an internationally known center active in the development and characterization of materials for photonics, electronics and optoelectronics. Main research fields of the Division are: (1) synthesis and applications of nanostructured materials and surface modifications by supersonic beams of organic molecules, oligomers and clusters; (2) Deposition and characterization dielectric materials for photonics and optoelectronics; (3) Development and characterization of planar waveguides and bulk glasses for all-optical devices; (4) Advanced superconducting devices; (5) Synchrotron radiation X-ray spectroscopies. Notable equipments of the Division are: a supersonic molecular-beam apparatus for materials deposition and characterization (unique of its kind), systems for planar-waveguide preparation and characterization, a XEOL apparatus for the detection of X-ray excited fluorescence; devices for the analysis of traces of volatile elements, a characterization system of the back-action noise of SQUID amplifiers. The staff members of the Institute amount to 58 units, including CNR researchers, technicians and administration staff (36 units) as well as associated personnel from University and IRST (22 units). The Institute has a strong connection with the University and it is characterized by the presence of a large number of young people ( 51 undergraduate and graduate students and postdocts). (literal)

Istituto esecutore di

Prodotto

Codice

IFN (literal)

Nome

Istituto di fotonica e nanotecnologie (IFN) (literal)
Institute for photonics and nanotechnologies (IFN) (literal)

Collaborazioni

Si descrivono le collaborazioni dell'Istituto raggruppate per linee di attività 1 Dispositivi per Nano e Microelettronica 1.1 Nanostrutture e dispositivi mesoscopici Sezioni attive nel campo: Roma - Fondazione ELBA, Genova: PROGETTO RICERCA - Istituto Nazionale Fisica Nucleare, Roma: ASSOCIAZIONE - Agenzia Spaziale Italiana, Roma: PROGETTO RICERCA - Istituto Nazionale Fisica della Materia, L'Aquila: ASSOCIAZIONE - Università di Pisa: PROGETTO RICERCA - Università di Jyvaskyla, Finlandia: NETWORK - Università Roma II Tor Vergata: PROGETTO RICERCA - Università Roma I La Sapienza: PROGETTO RICERCA - Università Roma 3: PROGETTO RICERCA 1.2 Dispositivi a semiconduttore ad effetto di campo Sezioni attive nel campo: Roma - Philips Research Lab Redhill UK (S. Bratherton). Analisi mediante simulazione numerica bidimensionale di effetti di canale corto in TFT a silicio policristallino - Alenia Marconi Systems. . (A. Cetronio) Realizzazione di dispositivi HEMT su substrati III-V con scrittura diretta mediante litografia a fascio elettronico - ST Microelectronics. (M. Camalleri) Realizzazione di giunzioni sottili per dispositivi Power-MOS - CNR-IMM. (V. Privitera)Studio di giunzioni ultrasottili realizzate mediante laser annealing - ENEA. (D. Della Sala)Processi per la realizzazione di TFT a silicio policristallino 1.3 Dispositivi a superconduttore Sezioni attive nel campo: Roma, Trento - Universita' di Trento, Dipartimento di Fisica: Collaborazione sullo sviluppo di sistemi a doppio SQUID e loro caratterizzazione fino a temperature ultracriogeniche. - INFN, Laboratori Nazionali di Legnaro Padova: Collaborazione sullimplementazione di un sistema SQUID nella catena di trasduzione- amplificazione di una antenna gravitazionale. 1.4 Dispositivi avanzati per analisi e monitoraggio di tracce di elementi volatili Sezioni attive nel campo: Trento - Istituto Agrario Provinciale S. Michele AllAdige IASMA: Progetti di ricerca (PAT-CNR, RASO, MIUR) per lapplicazione i strumentazione sensoristica alla rivelazione di voltili organici per la qualificazione di prodotti agroalimentari - Università di Innsbruck (prof. T. Maerk e Prof. A. Hansel): Collaborazione scientifica per lo studio della fisica dei clsuter e per lo sviluppo di metodi mass spettrometrici per la rivelazione di molecole. 1.5 Rivelatori di radiazione e dispositivi con materiali organici. Sezioni attive nel campo: Milano - TESRE-CNR, Bologna: rivelatori basati su scintillatori. - IFCTR-CNR, Milano: rivelatori di immagine per raggi Gamma. - DESY (Deutsches Elektronen Synchrotron), Amburgo: Olografia a raggi X. - Brookaven National Laboratory, Upton (N.Y. USA): Semiconductor Drift Detectors (SDD). - Max Planck Institute fur Physik und Astrophysics, Monaco: Rivelatori basati su SDD. - IFG GmbH (Berlino):Strumentazione per raggi X. - Università di Louvain la Neuve (Belgio): analisi di opere darte mediante XRF. - Università di Siegen (Germania): sviluppo di rivelatori per applicazioni biomediche. - Università di Graz (Austria): LED organici. - Università di Barcellona: biosensori. - ICM-CNR (Milano): transistori organici. 2 Dispositivi Fotonici 2.1 Dispositivi in guida donda e a photonic bandgap. Sezioni attive nel campo: Milano - IFAC CNR, Firenze (Fabbricazione e caratterizzazione di guide donda in niobato e tantalato di litio a inversione periodica dei domini ferroelettrici) - Advanced Material Laboratory(AML), National Institute for Materials Science (NIMS), Kyushu University, Namiki, Tsukuba-shi, Giappone (materiali, in particolare nuove configurazioni di niobato e tantalato di litio) - Friedrich Shiller University of Jena Dept. of Applied Physics, Jena, Germania (scrittura di guide ottiche mediante impulsi laser a femtosecondi) - Applied Photonics Laboratory, EPF Lausanne, Losanna, Svizzera (scrittura di guide ottiche su cristalli di zaffiro mediante laser a femtosecondi) - Optical Research Centre, University of Southampton, Southampton, UK (realizzazione di reticoli di Bragg speciali in fibra ottica) - Research Institute for Solid State Physics and Optics of the Hungarian Academy of Sciences, Budapest, Ungheria (materiali, in particolare nuove configurazioni di niobato e tantalato di litio) - DEIS Università di Bologna (codici di calcolo per dispositivi in guida donda e strutture PBG) - Dipartimento di energetica Università di Roma La Sapienza (progetto di strutture guidanti con PBG mono-dimensionali) - Dipartimento di Elettronica Università di Brescia (simulazione di propagazione solitonica in guide donda non lineari) 2.2 Rivelatori e strumentazione per misure optoelettroniche ultrarapide Sezioni attive nel campo: Milano - CNR - IBRM, Milano: Sequenziazione DNA con la tecnica LIF - Harvard University, Boston, USA: SPAD per rivelazione di singole molecole - CNR-IMM, Bologna, Catania: Realizzazione di fotodiodi SPAD - ST-Microelectronics, Catania: Realizzazione di fotodiodi SPAD - IBM, Yorktown Heights, USA: Misure di luminescenza su IC - ESO (European Southern Observatory), Monaco, Germania: SPAD per ottiche adattive - Carl ZEISS, Oberkochen, Germania: SPAD per microscopia confocale - Heriot Watt University, Edinburgo, UK: rivelatori per crittografia quantistica 3 Materiali e tecniche di caratterizzazione. 3.1 Microscopia e diffrazione X e tecniche di caratterizzazione con luce di sincrotrone. Sezioni attive nel campo: Roma, Trento - Istituto di Scienze Fisiche, Universit di Ancona, Ancona ITALY Collaborazione principalmente nell'ambito del progetto PURS dell'INFM per la ricerca su biomateriali. - Istituto Nazionale per la Ricerca sul Cancro, Genova ITALY Collaborazione principalmente nell'ambito del progetto PURS dell'INFM per la ricerca su biomateriali. - Istituto di Cristallografia (I.C.) - CNR, Bari ITALY Collaborazione nell'ambito del progetto europeo STREAM per la ricerca su deformazioni locali in microstrutture di Si. - Istituto per le Applicazioni del Calcolo (I.A.C.) - CNR, Roma ITALY Collaborazione nell'ambito di un Contratto con la Regione Val d'Aosta per la ricerca sui beni culturali. - European Synchrotron Radiation Facility (E.S.R.F.), Grenoble FRANCE Collaborazione ed effettuazione di esperimenti presso questa facility. - Istituto per la Microelettronica e Microsistemi (IMM) sezione di Bologna ITALY Collaborazione nell'ambito del progetto europeo STREAM per la ricerca su deformazioni locali in microstrutture di Si e nell'ambito della ricerca sui beni culturali - Dipartimento di Fisica-Università di Trento: Collaborazione continua e quotidiana allinterno di Progetti di Ricerca comuni, come previsto dalle convenzioni vigenti. - ESRF-European Synchrotron Radiation Facility, Grenoble Francia: Collaborazione per misure di Luce di Sincrotrone e utilizzo strumentazione - INFM-Istituto Nazionale Fisica della Materia OGG (Operating Group Grenoble), Genova: Collaborazione per utilizzo e sviluppo di strumentazione per Luce di Sincrotrone - INFN-Istituto Nazionale Fisica Nucleare-Laboratori Nazionali di Frascati (RM): Collaborazione per utilizzo e sviluppo di strumentazione per Luce di Sincrotrone - CNRS-LURE, Orsay-Parigi Francia: Collaborazione per misure di Luce di Sincrotrone e sviluppo strumentazione - Dipartimento Scientifico e Tecnologico Università di Verona: Collaborazione per studi EXAFS in sistemi disordinati e Sviluppo Strumentazione per Luce di sincrotrone. - Istituto Fisica Stato Solido-Università della Lettonia: Collaborazione scientifica per Studi ed applicazioni con Luce di Sincrotrone - Istituto di Fisica-Accademia delle Scienze, Praga - Repubblica Ceca: Collaborazione continuativa per Studi di Diffrazione da amorfi e interpretazione spettri XANES. - Istituto Fisica-Università di Dakar Senegal: Collaborazione scientifica su cristalli semiconduttori - Università di Reading - Regno Unito: Collaborazione Scientifica per Studi strutturali tramite XRD - Institute of Material Chemistry-Università di Osaka Prefecture Giappone: Collaborazione scientifica per studio di vetri e conduttori superionici 3.2 Caratterizzazione e Sviluppo di Materiali per la Fotonica e lOptoelettronica. Sezioni attive nel campo: Trento - Departamento de Engenharia de Materiais, Instituto Superior Técnico, Lisboa - Portugal: Materiali massivi, guide di luce e PBG fabbricati per via sol-gel, Progetto CNR-ICCTI 2003-2004 \"Optical amplification in rare-earth doped glass integrated optical waveguides\" - Dipartimento di Fisica, Università di Trento: Rf-sputtering, sol-gel, caratterizzazione ottica, spettroscopica e strutturale. Alcuni membri del Dip. Fisica afferiscono in toto allattività di ricerca del gruppo CSMFO, Progetto COFIN 2002 Materiali nanostrutturati per l'ottica integrata; PNR 2001-2003 FIRB-MIUR \"Sistemi miniaturizzati per elettronica e fotonica\", Progetto CNR-ICCTI 2003-2004 \"Optical amplification in rare-earth doped glass integrated optical waveguides\", Progetto CNR-CNRS 2002-2003 \"Improvement of the multi-target rf sputtering and sol-gel techniques for fabrication of Er3+-Yb3+ silica-based photonic component operating in the C-telecommunication band\", Progetto CNR-CNCPRST per il biennio 2002-2003 \"Sol-Gel-based planar waveguides for all-optical chemical and biochemical sensing\" - Dipartimento Ingegneria dei Materiali Trento: Progetto COFIN 2002 Preparazione di materiali ibridi organico-inorganici tramite assemblaggio di unita' molecolari nanostrutturate, Progetto Europeo 2002-2006 New Hybrid Nanocomposites From Functional NanoBuilding Blocks NBB-HYBRIDS. - Ecole Nationale Supérieure des Sciences Appliquées et de Technologies, Lannion France : Microsistemi per ottica integrata, whispering gallery modes - IFAC CNR, Optoelectronics and Photonics Dept.: Misure di guadagno, guide canale, guide di luce prodotte per scambio ionico, Progetto COFIN 2002 Materiali nanostrutturati per l'ottica integrata; PNR 2001-2003 FIRB-MIUR \"Sistemi miniaturizzati per elettronica e fotonica\", Progetto CNR-ICCTI 2003-2004 \"Optical amplification in rare-earth doped glass integrated optical waveguides\", Progetto CNR-CNRS 2002-2003 \"Improvement of the multi-target rf sputtering and sol-gel techniques for fabrication of Er3+-Yb3+ silica-based photonic component operating in the C- telecommunication band\", Progetto CNR-CNCPRST per il biennio 2002- 2003 \"Sol-Gel-based planar waveguides for all-optical chemical and biochemical sensing\" - Novel Photonic Glasses School of Mechanical Materials, Manufacturing Engineering and Management University of Nottingham: Vetro-ceramiche ultra-trasparenti in sistemi non silicati ed ossidi non convenzionali - Università d'Angers, Lab. CNRS- POMA, Angers France: Progetto CNR-CNRS 2002-2003 \"Improvement of the multi-target rf sputtering and sol-gel techniques for fabrication of Er3+-Yb3+ silica-based photonic component operating in the C-telecommunication band\", modelli di Judd-Ofelt e dinamica molecolare. - Università di Padova, Dip. Fisica, Padova: Progetto COFIN 2002 Materiali nanostrutturati per l'ottica integrata, co-attivazione con nanoparticelle metalliche e di semiconduttore - Università di Padova, Dipartimento di Ingegneria Meccanica Set. Materiali: Progetto COFIN 2002 Materiali nanostrutturati per l'ottica integrata, soluzioni solide, guide di luce per via sol-gel anche in materiali non-ossidi 3.3 Materiali organici, oligomerici ed ibridi. Sezioni attive nel campo: Trento - CNR-ISMAC Milano (dr. ssa C. Botta, dr. W. Porzio, dr.ssa S. Destri) Collaborazione scientifica per sviluppo e crescita di materiali molecolari organici e loro caratterizzazione - ITC- IRST Dvisione FCS (Dr. M. Anderle): Progetto di ricerca (RASO-RASO2) per la caratterizzazione con tecniche di spettrosopie lettroniche, SIMS, SNMS e XRD di campioni di materiali nanostrutturati da fasci di cluster e molecole organiche - Dipartimento di Ingegneria dei Materiali Università degli Studi di Trento (Prof. P. Scardi): Collaborazione scientifica per la caratterizzazione della struttura di materiali organici deposti con la tecnica SuMBE. - CNR - ISOF Sede di Bologna (dr.ssa G. Barbarella): Collaborazione scientifica per la sintesi e deposizione di molecole organiche per la preparazione di film attivi per la fotonica e optoelettronica. University of Princeton Department of Chemistry (prof. G. Scoles) USA: Collaborazione per lo studio della crescita di molecule di aceni su superfici metalliche con caratterizzazioni strutturali e morfologiche. - University of Cornell (prof. G. Malliaras) - Ithaca, NY USA: Collaborazione per lo studio delle interfacce metallo molecola organica e lo sviluppo di dispositivi. - Università di Dresda ( prof. Torsten Fritz) Germania: Sudi morfologici e spettroscopici con AFM ed STM di film di materiali organici e molecolari cresciuti con tecnica SuMBE Università di Angers e Laboratorio POMA-CNRS (prof. JM Nunzi, dr. B. Sharoui) Francia: Sviluppo e caratterizzazione dispositivi fotovoltaici basati su materiali organici, sensitizzati ed ibridi 4 Laser e sorgenti incoerenti e loro applicazioni 4.1 Laser per applicazioni biomediche e diagnostica biomedica Sezioni attive nel campo: Milano - CNR/Istituto Tecnologie Biomediche Avanzate, Milano: Collaborazione per lo studio della matrici di DNA. ITBA realizza le matrici. - Istituto Europeo di Oncologia, Milano: Collaborazione clinica per la mammografia ottica - Clinica S.Pio X, Milano: Supporto clinico e reclutamento pazienti per mammografia ottica - National Health Institute, Bethesda USA: Modelli teorici di propagazione della luce in mezzi diffusivi - Fordham University - Dept. of Natural Sciences, New York USA: Incorporazione di farmaci in culture cellulari - Dipartimento di Farmacologia Facoltà di Scienze, Università, Milano: Modelli animali per terapia fotodinamica - Lund Institute of TechnologyY, Division of Atomic Physics, Lund Svezia: sviluppo di materiali modello per mammografia ottica - Dipartimento di Chimica Farmaceutica, Università di Padova: fotosensibilizzanti per terapia fotodinamica 4.2 Generazione e applicazioni di laser a impulsi ultrabrevi Sezioni attive nel campo: Milano - Centro di Ricerca e Sviluppo NNL dellINFM (Lecce) (Rif.: Prof. R. Cingolani): Sviluppo di nuovi materiali emettitori di luce per applicazioni LED e LASER a base di tiofeni funzionalizzati - Imperial College, London (UK) (Rif.: Prof. D.D. C. Bradley): Studio di dispositivi a trasferimento di carica per applicazioni al settore delle celle fotovoltaiche organiche - ISMAC - CNR (Milano) (Rif.: Dr.ssa S. Destri): Caratterizzazione di nuovi polimeri conduttori per applicazioni fotoniche 4.3 Laser a stato solido Sezioni attive nel campo: Milano - Dipartimento di Fisica Università di Pisa (Prof. Tonelli): sviluppo di nuovi cristalli fluoruri drogati con ioni di terre rare per laser a stato solido - Istituto Nazionale di ottica Applicata (INOA) Firenze (Dott. Paolo De Natale): stabilizzazione di laser a semiconduttore e tecniche di aggancio in frequenza - Istituto Metrologico Gustavo Colonnetti IMGC (Dott. Bertinetto): sviluppo di standard di frequenza ottici per metrologia e spettroscopia ad elevata risoluzione - CESI Segrate (MI) (Dott. Nava): sviluppo di laser a stato solido per applicazioni LIDAR - Optical Science Center, University of Arizona (Tucson, USA) (Prof Shibin Jiang): progettazione e realizzazione di vetri drogati 4.4 Spettroscopie e Sistemi Laser IR per lo studio di tracce di gas. Sezioni attive nel campo: Trento - Dipartimento di Fisica (prof. D. Bassi, dr. M. Scotoni) Università degli Studi di Trento: Progetto (MUGO) di ricerca per lo sviluppo di sistemi per la rivelazione di tracce di gas basati su sistemi laser stato solido e spettroscopia foto-acustica - Università di Nimega (prof. J. Reuss e prof. F. Harren): Sviluppo di metodi laser per lo studio e monitoraggio di tracce di gas e volatili organici 5 Nanotecnologie e microfabbricazioni 5.1 Sviluppo di litografie a fascio elettronico, a sonde microscopiche a scansione, a raggi X Sezioni attive nel campo: Roma 5.2 Microlavorazioni e microsistemi in silicio Sezioni attive nel campo: Roma - ACULAB, Università di Roma tre (prof. Massimo Pappalardo): Sviluppo di tecnologie per fabbricazione di trasduttori ad ultrasuoni capacitivi - ESAOTE Biomedica (ing. Alessandro Nencioni): Sviluppo di tecnologie per fabbricazione di trasduttori ad ultrasuoni capacitivi - Thomson Microsonics (dr. William Steichen): Sviluppo di tecnologie per fabbricazione di trasduttori ad ultrasuoni capacitivi - Imasonic (dr. Rèmi Berriet): Sviluppo di tecnologie per fabbricazione di trasduttori ad ultrasuoni capacitivi - PNB-PST Elba (dr. Manuela Adami): Diagnostica DNA e peptidi su microchip funzionalizzati - Istituto di tecnologie avanzate biomediche ITBA- (dr. Gianluca DeBellis): Diagnostica DNA e peptidi su microchip funzionalizzati - Asse Z, Laboratorio di Marciana (dr. Renato Groppo): SPM basati su fullereni per la nanomanipolazione - CMRO-CNR (dr. Gianfranco Scorrano): SPM basati su fullereni per la nanomanipolazione 5.3 Nanotecnologie da precursori nanofasici e fasci supersonici. Sezioni attive nel campo: Trento - CNR- Istituto IMM Sezione Lecce (dr. P. Siciliano): Progetto di ricerca (RASO-RASO2) per lo sviluppo di sensoristica innovativa basata su precursori cluster in fascio supersonico. - INFM TASC Trieste (prof. M. Sancrotti, dr. M. Pedio): Progetto di ricerca per lo studio dei processi di carburizzazione del Si e sue applicazioni. Avviata con il progetto SICCAMEED nellambito del progetto Finalizzato MADESS II coordinato dalla nostra sezione - Centro Ricerche FIAT Orbassano: Progetto di ricerca per lo sviluppo di sensoristica per volatili organici innovativa basata su precursori in fascio supersonico- Ha prodotto un progetto FIRB anno 2002. - Dipartimento di Fisica ed unità INFM - Università di Milano (Prof. P. Milani): Progetto di ricerca per lo sviluppo tecniche di fasci superonici per applicazioni alla sintesi di materiali nansotrutturati (Progetto RASo-RASO2) (literal)

Attività di formazione

Si descrivono le attività di formazione dell' Istituto raggruppate per linee di attività 1 Dispositivi per Nano e Microelettronica 1.1 Nanostrutture e dispositivi mesoscopici Sezioni attive nel campo: Roma Laureandi - Daniela SIMEONE, Dispositivi superconduttori a singolo elettrone per il quantum computing, Universita' di Roma TRE, Responsabile: Castellano Maria Gabriella Borsisti CNR - Bruno BUONOMO, Realizzazione di strutture mediante tecniche di micro e nanolitografia, Responsabile: Roberto Leoni Dottorandi - Francesco MATTIOLI, Dispositivi basati su giunzioni tunnel di dimensioni mesoscopiche, Universita' di Roma TRE, Tutor: Roberto Leoni Corsi Universitari Docente: Roberto Leoni, Corso di Fisica dello Stato Solido, Universita' di Roma TRE, Durata corso(ore): 30 1.2 Dispositivi a semiconduttore ad effetto di campo Sezioni attive nel campo: Roma Laureandi - Massimo CUSCUNA, Realizzazione ed analisi di transistor a film sottile con architettura a doppio canale, Relatore: Guglielmo Fortunato - Silvia PIPERNO Controllo della ricristallizzazione laser ad eccimeri per la realizzazione di TFT a silicio policristallino, Relatore: Alessandro Pecora - Paolo GAUCCI, Effetti di canale corto in TFT a silicio policristallino, Relatore: Guglielmo Fortunato Borsisti CNR - Alessandra BONFIGLIETTI, Studio delle caratteristiche elettriche e sviluppo di processi di fabbricazione di transistor a film sottile di silicio policristallino, Tutor: Guglielmo Fortunato Dottorandi - Antonio VALLETTA, Fenomeni indotti da portatori caldi in dispositivi su film sottile di silicio policristallino, Relatore: Guglielmo Fortunato - Francesco DE ANGELIS, Dispositivi HEMT su materiali III-V, Relatore: Luigi Mariucci 1.3 Dispositivi a superconduttore Sezioni attive nel campo: Roma, Trento 1.4 Dispositivi avanzati per analisi e monitoraggio di tracce di elementi volatili Sezioni attive nel campo: Trento Laureandi - Giovanna MON, Sviluppo di un sistema PTR-MS con spettrometro di massa a Tempo di Volo per lo studio di tracce di volatili organici,Relatore S. Iannotta 1.5 Rivelatori di radiazione e dispositivi con materiali organici. Sezioni attive nel campo: Milano Laureandi - BALOCCO Claudio, Nuove linee di sviluppo nel campo dei rivelatori a deriva in silicio, Relatore Longoni - CURRA Roberto, Elettronica integrata per spettroscopia X ad elevatissima risoluzione, Relatore Longoni - GALBIATI Lorenzo, Sviluppo di un nuovo rivelatore di raggi Gamma per imaging biomedico - CAMPADELLI Simone, Convertitori AD in current mode,Relatore Sampietro - FUMAGALLI Laura, Misura dell'interazione spin-dipendente tra singola trappola e portatore in MOSFET sub-micrometrici, Relatore Sampietro - DALESSIO Gianluca, Elettronica BiCMOS per spettrometria X e Gamma, Relatore Bertuccio Dottorandi (in Ingegneria dellInformazione, tranne *, in Scienza e Tecnologia delle Radiazioni) - GIANONCELLI Alessandra, Strumentazione portatile XRF per analisi di opere darte, Relatore Longoni - BUZZETTI Siro, Spettrometro XRF per microanalisi dei materiali e elemental mapping - PORRO Matteo*, Elettronica VLSI per rivelatori di radiazione - FERRARI Giorgio, Strumentazione per lo studio di dispositivi elettronici tramite misure di rumore ad elevatissima sensibilità, Relatore Sampietro. - NATALI Dario, Fotorivelatori e transistori in semiconduttori organici, Relatore Sampietro - CASIRAGHI Roberto, Rivelatori di radiazione in Carburo di Silicio, Relatore Bertuccio 2 Dispositivi Fotonici 2.1 Dispositivi in guida donda e a photonic bandgap. Sezioni attive nel campo: Milano Laureandi con tesi sperimentale - Tiziana GROSSO, Scrittura di guide donda ottiche attive con impulsi laser a femtosecondi, Relatore: Paolo Laporta, correlatore R. Osellame (Dic. 02) - Domenico MIGLIORATI, Laser e amplificatori ottici in guida su substrato di vetro drogato con Erbio-Itterbio, Relatore: Paolo Laporta (Ott. 02) - Raffaele Forgione, Analisi computazionale di strutture a cristallo fotonico bidimensionale mediante il metodo di sviluppo in onde piane Relatore: Paolo Laporta, Stefano Longhi - Filippo LURAGHI, Realizzazione di guide donda a canale in Niobato di Litio periodically poled per la generazione di seconda armonica, Relatore: R. Ramponi, Correlatore: Marco Marangoni - Fabio PIPITONE, Conversione di frequenza in guide donda in Niobato di Litio periodically poled per applicazioni WDM, Relatore: R. Ramponi, Correlatore: Marco Marangoni Laureandi con inizio tesi 2002 - Gabriele FERRI, Laser e amplificatori ottici in guida donda - Marco MOROZZI, Reverse proton exchange in niobato di litio - Valerio TOSI, Effetti non lineari in guide donda in niobato di litio Dottorandi - Marcello MARANO, Generazione e controllo di impulsi di luce ad elevatissima frequenza di ripetizione per applicazioni alle comunicazioni ottiche XV ciclo Dottorato in Ingegneria Elettronica e delle Comunicazioni Tutore: Prof. Paolo Laporta Assegnisti di ricerca - Davide JANNER, Impiego di laser per diagnostic biomedica Borsisti stranieri: PostDoc - dottorandi - Gin JOSE (India) Waveguide laser and optical amplifiers at 1.5 micron Grant from ICTP Trieste - Rebeca MARTINEZ (Spagna), Studio e la caratterizzazione ottica ed elettro-ottica di materiali cristallini innovativi per applicazioni in ottica non lineare e telecomunicazioni, Borsa del Politecnico di Milano, finanziata dalla SAES-Getters S.p.A. 2.2 Rivelatori e strumentazione per misure optoelettroniche ultrarapide Sezioni attive nel campo: Milano Laureandi - Battista DONATI, Nuovo circuito PFC con topologia Boost senza ponte di ingresso: analisi e metodologia di progetto, Relatore Ghioni - Andrea GOTTI, Studio del sistema di controllo di un convertitore DC/DC con topologia Buck sincrona a due fasi, Relatore Ghioni - Fabio Luca MILANI, Studio e progetto di un controllore di ridondanza veloce per applicazionoi spaziali, Relatore Ripamonti - Massimilano TURCONI, Elettronica a capacità commutate per sensore capacitivo di pressione di tipo MEMS, Relatore Zappa - Gaetano SCARCELLA, Valutazione delle prestazioni di circuiti integrati per SMPS con interruttore di potenza di tipo IGBT, Relatore Ghioni - Filippo IMPIERI, Studio e progetto di una memoria flash embedded in tecnologia 0,18mm dotata di un sistema a correzione d'errore, Relatore Ripamonti - Enrico PEROTTI, Progetto e realizzazione di un processore embedded in FPGA per spettroscopia nucleare, Relatore Ripamonti - Michele GRANDE, Generatore di memorie statiche Dual Port ad elevate prestazioni per sistemi cache integrati, Relatore Zappa - Simone RADOVAN - Andrea UCCELLI, Sistema DSP di visione a sensore CMOS per il riconoscimento di codici a barre bidimensionali, Relatore Zappa - Davide MERLANI, Caratterizzazione sperimentale e modellizzazione del composto Ge2Sb2Te5 per lo sviluppo di memorie a cambiamento di fase, Relatore Lacaita - Andrea RIVA, Nuova architettura digitale per il controllo di convertitori DC/DC multifase, Relatore Ghioni - Michele CARLETTI, Divisori integrati per applicazioni a radiofrequenza, Relatore Lacaita - Francesco RAVELLI, Caratterizzazione sperimentale e sviluppo di un prototipo a trenta canali di Rotor, circuito integrato, misto analogico- digitale, per l'acquisizione di segnali da matrici di rivelatori di radiazione a semiconduttore, Relatore Longoni - Nicola OSTUNI, Ottimizzazione del condizionamento analogico di segnali in uscita da rivelatori di radiazione: teoria ed esperimenti, Relatore Ripamonti - Davide FINARDI, Caratterizzazione e confronto della luminescenza da portatori caldi per diverse tecnologie CMOS, Relatore Zappa - Simone CIANNI, Progetto e caratterizzazione di un'interfaccia a radiofrquenza per home automation, Relatore Lacaita - Alessio TAGLIAPIETRA, Analisi e progetto di VCO integrati con topologia Colpitts e Clapp per applicazioni a 5 GHz., Relatore Lacaita - Ivan Maria GUIDOLIN, A multipurpose microcontroller board for the Laser Guide Star Facility, Relatore Cova - Giovanni GARCEA, Studio e sviluppo di un controllore digitale innovativo per convertitori buck multifase, Relatore Ghioni - Fabio GIANI, Caratterizzazione elettrica di celle di memoria non volatili a cambiamento di fase realizzate con la lega Ge2Sb2Te5, Relatore Lacaita - Massimiliano GUBELLO, Degrado non poissoniano ed impatto sull'affidabilità di memorie Flash, Relatore Lacaita - Laura CAPECCHI, Modelli strutturali e test chip per memorie embedded a sola lettura, OTP e Flash, Relatore Ripamonti - Alessandro RESTELLI, Apparato compatto per analisi di DNA mediante laser induced fluorescence a due lunghezze d'onda, Relatore Zappa Dottorandi - Andrea BONFANTI, meccanismi di conversione del rumore di bassa frequenza in rumore di fase in oscillatori lc-tuned completamente integrati per applicazioni wireless, Andrea Lacaita - Andrea GIUDICE, Elettronica Integrata e Strumentazione per Photon Counting, Sergio Cova - Stefano SAGGINI, Nuove architetture digitali per il controllo di convertitori DC/DC switching, Massimo Ghioni - Arturo LOTITO, Strumentazione elettronica per la rivelazione di singoli fotoni, Sergio Cova. - Ivan RECH, Elettronica e fotorivelatori per lanalisi di DNA in micro e nano-scala, Sergio Cova. - Alberto TOSI, Testing non invasivo di circuiti VLSI, Franco Zappa 2.3 Nanodispositivi fotonici a semiconduttore Sezioni attive nel campo: Roma 3 Materiali e tecniche di caratterizzazione. 3.1 Microscopia e diffrazione X e tecniche di caratterizzazione con luce di sincrotrone. Sezioni attive nel campo: Roma, Trento Borsisti CNR - Alessandro SURPI, Microscopia e microdiffrazione a raggi X, nell'ambito del progetto Sincrotroni, Tutor: Stefano Lagomarsin Dottorandi - Andrea SANSON, Studio del disordine termico in sistemi cristallini e vetrosi., Tesi di Dottorato XVI Ciclo, in corso presso il Dipartimento di Fisica, Università di Trento. Termine previsto per Autunno 2003. - Nasser AFIFY, X-ray studies on amorphous systemi., Tesi di Dottorato XIX Ciclo, in corso presso il Dipartimento di Fisica, Università di Trento. Iniziato a Novembre 2002. 3.2 Caratterizzazione e Sviluppo di Materiali per la Fotonica e lOptoelettronica. Sezioni attive nel campo: Trento Laureandi - Emilio COVA, Preparazione e caratterizzazione ottica e spettroscopica di guide di luce planari per applicazioni nella banda C delle telecomunicazioni Tesi di Laurea Triennale in Ingegneria delle Telecomunicazioni Università degli Studi di Trento, Facoltà di Ingegneria, Relatori L. Pavesi, M. Ferrari - Vincenzo RESTA, Tecniche di caratterizzazione ottica e spettroscopica di guide donda planari, Tesi di Laurea in Fisica, Università degli Studi di Lecce, Facoltà di Scienze Matematiche Fisiche e Naturali, Relatore Maurizio Martino, Correlatore Maurizio Ferrari 3.3 Materiali organici, oligomerici ed ibridi. Sezioni attive nel campo: Trento Laureandi - Alessia PALLAORO, Ottimizzazione e caratterizzazione di fasci di molecole organiche e di interesse biologico e relative applicazioni alla preparazione di film sottili, Tesi di laurea in fisica in corso, Università degli Studi di Trento, Responsabile S. Iannotta Dottorandi - Tullio TOCCOLI, Rivelatori di Aromi: Sviluppo ed Ottimizzazione tramite la sintesi di film da Fasci di Cluster e Materiali Organici, Università degli Studi di Angers Angers Francia, Responsabile S. Iannotta - Nicola COPPEDÈ, Sviluppo di un sistema SuMBE per la intesi di materiali nanostrutturati inorganici ed ibridi da precursori cluster e molecolari in fascio supersonico, Università degli Studi di Trento, Responsabili S. Iannotta, R. Verucchi 4 Laser e sorgenti incoerenti e loro applicazioni 4.1 Laser per applicazioni biomediche e diagnostica biomedica Sezioni attive nel campo: Milano Laureandi - Francesco ARPAIA, Sviluppo e caratterizzazione di un sistema laser a 8 canali per misure di ossimetria in vivo con tecnica di riflettanza risolta nel tempo Laurea in Fisica, Relatore R. Cubeddu - Andrea BASSI, Sviluppo, caratterizzazione e applicazione di un sistema di spettroscopia ottica a larga banda per misure di assorbimento e scattering di tessuti biologici in vivo Laurea in Ingegneria Biomedica, Relatore R. Cubeddu - Matteo BADELLINO, Sistema di imaging di trasmittanza risolta nel tempo mediante telecamera a picosecondi, Laurea in Ingegneria Elettronica Relatore R. Cubeddu - Fabrizio CATTANE, Laureando in Ingegneria Elettronica Docente di riferimento R. Cubeddu - Roberto MANGONE, Laureando in Fisica Docente di riferimento R. Cubeddu Dottorandi - Daniela POMELLI, Immagini a campo largo di tempo di vita di fluorescenza con risoluzione temporale a nanosecondi e picosecondi\" Tutor Prof. R. Cubeddu - Eleonora GIAMBATTISTELLI - Ciclo XVII - Dottorato in Fisica Sperimentale - Tutor Prof. R. Cubeddu - Fabrizio MESSINA Ciclo XVII Dottorato in Fisica Sperimentale Tutor Prof. R. Cubeddu Assegnisti - Giovanni BISCOTTI Sorgenti a nanosecondi e picosecondi per ottica biomedica(ente erogante: Politecnico, Dipartimento di Fisica) 4.2 Generazione e applicazioni di laser a impulsi ultrabrevi Sezioni attive nel campo: Milano Laureandi - Nicola CHIODA, Sviluppo di un oscillatore laser a Ti:Zaffiro con cavità telescopica per la generazione di impulsi a femtosecondi di elevata energia, Relatore Giulio Cerullo - Cristian MANZONI, Sviluppo di due amplificatori ottici parametrici sincronizzati con durata dellimpulso inferiore a 20 fs e accordabilità dal visibile al vicino infrarosso, Relatore Giulio Cerullo - Marco ROMITI, Studio dei processi di generazione di carica in polimeri coniugati mediante spettroscopia a femtosecondi, Relatore Guglielmo Lanzani Dottorandi - Dario POLLI, Sviluppo di sorgenti parametriche a femotosecondi e applicazioni alla spettroscopia di molecole organiche Tutore Giulio Cerullo - Federico MANGANIELLO, Spettroscopia vibrazionale coerente con applicazioni nel campo dei polimeri, Tutore Guglielmo Lanzani 4.3 Laser a stato solido Sezioni attive nel campo: Milano Laureandi - Filippo SAVI, Laser a Tm:Ho:YAG stabilizzato in frequenza rispetto a transizioni di CO2 a 2.09 micron, Relatore Paolo Laporta (Ott. 02) - Nicola SAVI, Analisi comparativa di laser a Tm:Ho:YLF e Tm:Ho:BaYF oscillanti in singola frequenza, Relatore Paolo Laporta (Ott 02) - Gianluca TROIANO, Stabilizzazione di laser a semiconduttore per pompaggio di amplificatori ottici mediante feedback esterno, Relatori Paolo Laporta, Ing. Giorgio Ghislotti (Lug. 02) Laureandi con inizio tesi 2002 - Paolo PRADA, Mode locking di lase a stato solido a 2 micron 4.4 Spettroscopie e Sistemi Laser IR per lo studio di tracce di gas. Sezioni attive nel campo: Trento Laureandi - Gianpaolo DE MARCHI Sviluppo di spettroscopie foto-acustiche basate su laser a stato solido per la rivelazione di tracce di gas Università degli Studi di Trento Responsabile A. Boschetti e S. Iannotta 5 Nanotecnologie e microfabbricazioni 5.1 Sviluppo di litografie a fascio elettronico, a sonde microscopiche a scansione, a raggi X Sezioni attive nel campo: Roma 5.2 Microlavorazioni e microsistemi in silicio Sezioni attive nel campo: Roma Laureandi - Antonio MINOTTI, Microfabbricazione di dispositivi per applicazioni biomedicali, tesi di diploma universitario in Scienza dei Materiali 2002, relatori Annibale Mottana, Vittorio Foglietti. - Francesca PIROLA, Caratterizzazione e ottimizzazione del nitruro di silicio ottenuto tramite tecniche RF-PECVD e ECR-PECVD per trasduttori cMUT, tesi di laurea in ingegneria elettronica, Universita degli studi di Roma TRE, relatori A. M. Pappalardo, G. Caliano, Vittorio Foglietti. - Irene PERSI, Progetto e realizzazione di un array lineare di trasduttori di tipo cMUT per impiego ecografico, tesi di laurea in ingegneria elettronica, Universita degli studi di Roma TRE, relatori A. M. Pappalardo,. G. Caliano, Vittorio Foglietti. dottorandi - Elena CIANCI Fabbricazione e sviluppo di trasduttori ad ultrasuoni fabbricati mediante luso di tecnologie micromeccaniche, in ingegneria elettronica Universita degli studi di Roma TRE, Responsabile Vittorio Foglietti 5.3 Nanotecnologie da precursori nanofasici e fasci supersonici. Sezioni attive nel campo: Trento Dottorandi -Lucrezia AVERSA, Sintesi di Film di Carburo di Silicio da fasci Supersonici di Fullereni, Università degli Studi di Trento, Responsabili S. Iannotta, R. Verucchi (literal)

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Piazza Leonardo da Vinci, 32 (literal)

Cap

20133 (literal)

Città

Milano (literal)

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MI (literal)

Telefono

0223996281 (literal)

Codice CDS

036 (literal)

Competenze

Si descrivono le competenze dell' Istituto raggruppate per linee di attività 1.Dispositivi per Nano e Microelettronica 1.1 Nanostrutture e dispositivi mesoscopici Sezioni attive nel campo: Roma - Fabbricazione di giunzioni tunnel con elettrodi superconduttori, metallici o semiconduttori e loro combinazioni, in scala 0.1 micron - Progettazione, fabbricazione e test di dispositivi a film sottile - Deposizione di metalli refrattari per sputtering (niobio) - Litografia elettronica in scrittura diretta su più livelli ad alta risoluzione - Litografia elettronica per la fabbricazione di fotomaschere - Fotolitografia convenzionale ed a doppia faccia - Misure a basso rumore del trasporto sia elettronico che termico a bassa temperatura - Criogenia convenzionale (a 4.2 K, in elio liquido) ed a 0.3 K con refrigeratore He3 - Sviluppo di bit quantistici realizzati con dispositivi a stato solido, a base di stati di carica e stati di flusso magnetico - Sviluppo di microbolometri per rivelazione IR - Realizzazione di dispositivi a singolo elettrone con strutture sia metalliche che in Si/SiGe - Misure di comportamento quantistico in dispositivi Josephson 1.2 Dispositivi a semiconduttore ad effetto di campo Sezioni attive nel campo: Roma - Crescita di film dielettrici e semiconduttori mediante PECVD ed ECR-PECVD - Ricristallizzazione mediante laser ad eccimeri di film semiconduttori - Metallizzazioni mediante tecniche di sputtering ed evaporazione - Processi litografici per la realizzazione di transistor a film sottile - Realizzazione di maschere mediante electron beam lithography - Caratterizzazione elettrica (I-V, C-V) di dispositivi a semiconduttore - Simulazione numerica bidimensionale di dispositivi a semiconduttore - Caratterizzazione strutturale di materiali policristallini mediante attacchi selettivi e analisi SEM - Caratterizzazione morfologica delle superfici mediante AFM - Laser annealing per realizzazione di giunzioni ultrasottili - Scrittura diretta con litografia a fascio ionico per definizione di strutture submicrometriche 1.3 Dispositivi a superconduttore Sezioni attive nel campo: Roma, Trento - Realizzazione di oscillatori LC basati su un trasformatore superconduttore a basse perdite e a bassa capacità parassita. - Costruzione di criostati schermati in cui gli oscillatori sono eccitati dal solo rumore termico. Questo risultato, dimostrando il comportamento ideale dell'oscillatore, ha aperto la strada alla realizzazione di catene strumentali in cui la stessa bobina di adattamento di impedenza assume un ruolo attivo per migliorare la banda passante del rivelatore. 1.4 Dispositivi avanzati per analisi e monitoraggio di tracce di elementi volatili Sezioni attive nel campo: Trento - Sviluppo ed applicazione di tecniche mass-spettrometriche per applicazioni agronomiche ed ambientali - Sviluppo ed applicazione di tecniche di spettroscopie laser e foto- acustiche per lo studio delle emissioni di volatili organici per applicazioni agronomiche ed ambientali. 1.5 Rivelatori di radiazione e dispositivi con materiali organici. Sezioni attive nel campo: Milano - Studio e sviluppo di nuovi rivelatori di radiazione ionizzante, dellelettronica associata e degli strumenti di analisi su essi basati: Applicazione nel campo delle ricerche scientifiche, delle misure industriali, delle analisi biomediche e dei monitoraggi ambientali. - Sviluppo di spettrometri XRF (X-Ray Fluorescence) portatili per analisi non distruttive di opere darte, per analisi di materiali di interesse industriale e per monitoraggi ambientali. - Studio e sviluppo di nuovi dispositivi e rivelatori in semiconduttori organici 2 Dispositivi Fotonici 2.1 Dispositivi in guida donda e a photonic bandgap. Sezioni attive nel campo: Milano -Fabbricazione e caratterizzazione di laser, amplificatori ottici e dispositivi fotonici non lineari in guida d'onda - Fabbricazione e caratterizzazione di reticoli di Bragg standard e speciali in fibra ottica e di specchi multidielettrici \"chirped mirrors\" per laser a impulsi ultrabrevi - Progettazione e caratterizzazione di dispositivi a cristalli fotonici bidimensionali con codici di calcolo ottimizzati (differenze finite, FTTD, ecc.) 2.2 Rivelatori e strumentazione per misure optoelettroniche ultrarapide Sezioni attive nel campo: Milano - Sviluppo di tecniche di conteggio di singoli fotoni, SPC, e di Time- Correlated Photon Counting, TCPC - Studio e sviluppo di rivelatori di singolo fotone (Single Photon Avalanche Diode, SPAD) e dei rispettivi circuiti di spegnimento attivo (Active Quencing Circuits, AQC). - Studio dei fenomeni fisici e sviluppo di nuove tecniche sperimentali di caratterizzazione, di analisi numerica e di simulazione di dispositivi microelettronici. 2.3 Nanodispositivi fotonici a semiconduttore Sezioni attive nel campo: Roma 3 Materiali e tecniche di caratterizzazione. 3.1 Microscopia e diffrazione X e tecniche di caratterizzazione con luce di sincrotrone. Sezioni attive nel campo: Roma, Trento - Sviluppo e applicazione di Tecniche dindagine con Luce di Sincrotrone. - Spettroscopia in Assorbimento di Raggi X - Diffrazione Raggi X. - Determinazione di strutture a corto e medio raggio in sistemi disordinati (vetri, amorfi, impurezze, disordine locale,) - Sintesi di piccoli cristalli o polveri cristalline 3.2 Caratterizzazione e Sviluppo di Materiali per la Fotonica e lOptoelettronica. Sezioni attive nel campo: Trento - Studio delle proprietà, della struttura, dei meccanismi fisici e dei processi di preparazione di vetri e guide di luce per applicazioni ottiche - Vetri prodotti per sol-gel, guide di luce planari ottenute con varie tecniche (dip-coating, spin-coating rf-sputtering) attivati con ioni di terre rare e cromofori (struttura locale, nucleazione, cristallizzazione,trasferimento delleccitazione, proprietà ottiche e spettroscopiche) - Materiali compositi e nanofasici, vetro-ceramiche ultra trasparenti, strutture ad alto contrasto dindice mono-dimensionali. 3.3 Materiali organici, oligomerici ed ibridi. Sezioni attive nel campo: Trento - Studio delle interazioni di molecole ed aggregati atomici e molecolari con superfici solide - Sintesi di film di materiali inorganici ed organici nano- e micro- cristallini da precursori in fascio supersonico (SuMBE) - Studio in situ di proprietà di superficie e di interfacce con spettroscopie elettroniche (Auger, SAM, UPS, XPS) e tecniche diffrattive (LEED e diffrazione atomica) - Studio in situ delle proprietà ottiche di film organici ed inorganici durante i processi di cresciuta e sintesi 4 Laser e sorgenti incoerenti e loro applicazioni 4.1 Laser per applicazioni biomediche e diagnostica biomedica Sezioni attive nel campo: Milano - Sviluppo di una tecnica di misura delle mappe spaziali del tempo di decadimento della fluorescenza: applicazione alla rivelazione di tumori cutanei, alla lettura di micromatrici di DNA, e ai beni culturali - Sviluppo di tecniche di misura di segnali ultra deboli risolti in tempo mediante conteggio a singoli fotoni correlati nel tempo(TCSPC). - Sviluppo di un mammografo ottico a quattro lunghezze donda per lo studio delle proprietà ottiche dei tessuti mammari 4.2 Generazione e applicazioni di laser a impulsi ultrabrevi Sezioni attive nel campo: Milano - Generazione di impulsi ottici in tutto il visibile e nel vicino infrarosso e con durata inferiore a 10 femtosecondi prodotti mediante sistemi di compressione degli impulsi e mediante generazione parametrica - Applicazioni di impulsi ultrabrevi di luce alla spettroscopia ad alta risoluzione temporale per lo studio di dispositivi fotonici - Realizzazione di dispositivi optoelettronici polimerici, ad esempio diodi emettitori di luce (LED), micro-cavità organiche e fotorivelatori 4.3 Laser a stato solido Sezioni attive nel campo: Milano - Laser a stato solido in continua con pompaggio a diodi nel vicino infrarosso (Yb; Er, Tm, Ho) - Dispositivi laser per la generazione di treni di impulsi ad altissima frequenza di ripetizione (>GHz) per comunicazioni ottiche - Stabilizzazione di frequenza di oscillatori laser a stato solido e semiconduttore e campioni ottici di frequenza nel vicino infrarosso 4.4 Spettroscopie e Sistemi Laser IR per lo studio di tracce di gas. Sezioni attive nel campo: Trento 5 Nanotecnologie e microfabbricazioni 5.1 Sviluppo di litografie a fascio elettronico, a sonde microscopiche a scansione, a raggi X Sezioni attive nel campo: Roma 5.2 Microlavorazioni e microsistemi in silicio Sezioni attive nel campo: Roma - Misure di profili tramite microscopia a forza atomica - Deposizione di nitruro di silicio a basso stress per applicazioni microelettromeccaniche - Realizzazioni di strutture micromeccaniche mediante tecnologie micromeccaniche bulk e surface - Etching anisotropo profondo in soluzioni a base di KOH e TMAH - Etching profondo di borosilicati - Realizzazione di guide d onda e reticoli mediante litografia elettronica e convenzionale 5.3 Nanotecnologie da precursori nanofasici e fasci supersonici. Sezioni attive nel campo: Trento - Funzionalizzazione per attivazione cinetica di materiali ibridi inorganici-organici - Preparazione e caratterizzazione di dispositivi prototipali quali celle fotovoltaiche e sensori di volatili organici basati su materiali nanostrutturati - Sviluppo di materiali nanostrutturati ibridi basati su ossidi metallici e molecole organiche (literal)

Email

ifn@ifn.cnr.it (literal)
mailto:ifn@ifn.cnr.it (literal)

Indirizzo

Piazza Leonardo da Vinci, 32 - 20133 Milano (MI) (literal)

Missione

Sviluppare attività di ricerca avanzata nel campo della fotonica, della nanoelettronica e delle nanotecnologie, con particolare attenzione anche a settori emergenti quali la micromeccenica, la microottica ed i microsistemi. (literal)

Attività di ricerca

Campi di Attività dell'Istituto Le aree in cui l'Istituto ha tradizionalmente operato sono:micro e nanotecnologie,fotonica e dispositivi elettronici avanzati.Va rilevato che le micro e nanotecnologie sviluppate per lelettronica sono state anche applicate alla micromeccanica,alla microottica,e ai microsistemi in generale.Va anche rilevato che la fotonica comprende sia lo sviluppo e caratterizzazione di materiali e tecnologie di deposizione attinenti alla realizzazione di dispositivi fotonici (ed elettronici),sia la realizzazione di dispositivi fotonici,sia lo studio delle relative applicazioni in svariati campi della scienza e tecnologia. Le attività di ricerca dellIstituto sono raggruppate in cinque settori: 1) Dispositivi per Nano e Microelettronica 2) Dispositivi Fotonici 3) Materiali e tecniche di caratterizzazione 4) Laser e sorgenti incoerenti e loro applicazioni 5)Nanotecnologie e microfabbricazioni 1 Dispositivi per Nano e Microelettronica 1.1 Nanostrutture e dispositivi mesoscopici.Sezioni attive nel campo:Roma In anni recenti lo studio dei fenomeni di trasporto nelle nanostrutture e,più in generale,dei fenomeni fisici su scala mesoscopica ha costituito uno dei campi di maggiore vitalità della fisica dello stato solido. Presso lIFN sono attualmente in corso varie attività in questo campo che riguardano: a) dispositivi a singola carica, b) dispositivi per quantum computing, c) dispositivi mesoscopici per la metrologia, d) microbolometri e microrefrigeratori, Per quanto riguarda il primo filone,la linea di ricerca ha come obiettivo la realizzazione di transistori a singolo elettrone (SET) integrabili su silicio.Il SET é uno dei dispositivi mesoscopici più promettenti e si sta configurando come una possibile soluzione per la microelettronica con integrazione nel range dei terabit. Per quanto riguarda i dispositivi per il \"quantum computing\" va rilevato che si stanno muovendo i primi passi nella realizzazione di dispositivi in grado di realizzare calcolo quantistico (i qubit,elementi fondamentali di informazione,e le relative porte logiche).Lutilizzo di dispositivi a stato solido superconduttori,su cui si svolge lattività di ricerca dellIstituto,è particolarmente promettente per tale obiettivo. Uno dei problemi della metrologia odierna è la misura accurata di piccole correnti (inferiori al nanoampere) e conseguentemente realizzare standard adeguati.I dispositivi a singolo elettrone,ed in particolare i transistor (SET),con la loro capacità di manipolare e contare esattamente gli elettroni,sono i candidati ideali per realizzare tali standard. L'IFN è inoltre attivo nello studio dei microbolometri ad elettroni caldi,con potere autorefrigerante,che rappresentano lo stato dell'arte nel campo della rivelazione infrarossa di interesse astrofisico. LIFN è inoltre impegnato nel campo della nanofabbricazione dei dispositivi di nuova concezione che utilizzano leffetto di spin-tunnel. 1.2 Dispositivi a semiconduttore ad effetto di campo Sezioni attive nel campo:Roma Dallintroduzione dei primi transistori ad effetto campo levoluzione di questa classe di dispositivi ha significativamente influenzato lo sviluppo della microelettronica.Da molti anni è attiva presso l'IFN una linea di ricerca su questo tipo di dispositivi che ha conseguito una serie di riconoscimenti internazionali e ha realizzato brevetti nel campo.Le attività svolte possono essere raggruppate in tre tematiche:(a) Processi avanzati per micro- e nanoelettronica,(b) Fisica e tecnologia di dispositivi a film sottile per elettronica di larga area,(c) Processi per dispositivi per iperfrequenze. Nella prima tematica si affrontano i problemi connessi alla riduzione delle dimensioni dei dispositivi MOSFET,che richiedono fra laltro una sostanziale riduzione anche della profondità delle giunzioni a valori ben al di sotto dei 100 nm.NellIstituto sono state investigate con successo diverse strategie per la realizzazione di giunzioni ultrasottili,ottenendo profondità di giunzione estremamente ridotte (fino a 35 nm). Per quanto riguarda i dispositivi per elettronica a larga area,l IFN detiene unesperienza più che decennale nel settore dei transistor a film sottile (TFT) basati sulla tecnologia del silicio policristallino.Tale attività include la progettazione e la realizzazione di dispositivi,la caratterizzazione elettrica e la simulazione dei meccanismi di trasporto. Levoluzione dei sistemi di trasmissione richiede una rapida evoluzione dei dispositivi elettronici e delle tecnologie associate.In particolare è richiesta la realizzazione di dispositivi e circuiti integrati con frequenze massime di funzionamento e ampiezze di banda sempre maggiori.Negli ultimi anni lIFN ha collaborato con Alenia Marconi System allo sviluppo di processi tecnologici in grado di produrre strutture per il contatto di gate,aventi dimensioni minori di 200 nm,per dispositivi HEMT. 1.3 Dispositivi a superconduttore Sezioni attive nel campo:Roma,Trento Presso lIFN sono in corso da vari anni attività che riguardano i dispositivi superconduttori attivi,ovvero quelli basati sulleffetto Josephson come SQUID (Superconducting Quantum Interference Device) e giunzioni di tipo superconduttore/isolante/superconduttore (SIS). Un campo particolarmente interessante in cui è attivo lIstituto,è lutilizzo di dispositivi superconduttori come sorgenti di stati quantistici macroscopici.Questi possono essere utilizzati,oltre che per studi di fisica fondamentale,per applicazioni di computazione quantistica,che si basa appunto sulla manipolazione di stati del genere. IFN ha dimostrano l'applicabilità di sensori SQUID supersensibili come amplificatori in apparati scientifici realizzando un sistema a doppio SQUID,con risoluzione in energia di alcune decine di h- le cui prestazioni non sono deteriorate dagli elementi di matching necessari per limpiego e che attualmente è l'amplificatore più sensibile disponibile in banda audio.Il nostro sensore,grazie a questi risultati,è stato scelto per la catena di trasduzione ed amplificazione dell'antenna gravitazionale AURIGA 1.4 Dispositivi avanzati per analisi e monitoraggio di tracce di elementi volatili Sezioni attive nel campo:Trento Il monitoraggio ad altissima sensibilità (fino a pptv) di sostanze organiche volatili (VOC) è di attualità ed ha applicazioni di interesse scientifico,sociale ed economico mentre la strumentazione disponibile sul mercato è spesso inadeguata.IFN ha messo a punto sistemi basati su ionizzazione a trasferimento protonico ed analisi in massa (PTR-MS) che,sviluppati in collaborazione con lUniversità di Innsbruck (A),utilizzano ioni H+3O in un drift-tube per ionizzare le sostanze in esame per trasferimento dellH+.Si monitorizza così,in tempo reale,lemissione di VOC con sensibilità fino a pptv.Sono rivelabili aldeidi,chetoni,alcoli,esteri ed aromi in generale,ritenuti fondamentali in processi catabolici e fermentativi e quindi indici di qualità di prodotti agroalimentari. 1.5 Rivelatori di radiazione e dispositivi con materiali organici. Sezioni attive nel campo:Milano L'IFN svolge da anni attività di ricerca relativa allo sviluppo di nuovi rivelatori di radiazione,dell'elettronica associata e delle applicazioni relative.In particolare importanti risultati sono stati conseguiti nel campo dei rivelatori di raggi X e Gamma,per applicazioni spettroscopiche e per imaging.Linee principali di ricerca sono:(a) Sviluppo di rivelatori in silicio per spettroscopia X ad elevatissima risoluzione (camere a deriva a semiconduttore).(b) Sviluppo di applicazioni nel campo delle misure XRF su materiali,dei monitoraggi ambientali,delle microanalisi.(c) Sviluppo di innovativi rivelatori a semiconduttore di immagini X,basati sul principio della deriva controllata,con risoluzione spettroscopica ed elevatissimo 'frame-rate' (inferiore al millisecondo).(d) Sviluppo di rivelatori di immagine Gamma basati su scintillatori accoppiati ad array monolitici di camere a deriva in silicio.Il sistema ha consentito di ottenere prestazioni di risoluzione energetiche record a livello mondiale. (e) Rivelatori segmentati in HPGe (High Purity Germanium) per misure di posizione di raggi gamma per la costruzione di sistemi multirivelatore ad angolo solido totale. L'IFN ha in corso una proficua collaborazione con la Technische Universitat di Graz (Austria) nella ricerca sui dispositivi elettronici realizzati con materiali organici.Il forte interesse internazionale per questi materiali semiconduttori si fonda sulle loro caratteristiche di leggerezza,flessibilità ed,in prospettiva,economicità di realizzazione.La ricerca del gruppo si è concentrata fino ad ora nella realizzazione e caratterizzazione delle proprietà elettroniche di diodi ed eterogiunzione in PHP e di diodi a celle elettrochimiche con materiale attivo in mLPPP ed hanno permesso di raggiungere tempi di commutazione inferiori ai 100 microsecondi. 2 Dispositivi Fotonici 2.1 Dispositivi in guida donda e a photonic bandgap Sezioni attive nel campo:Milano I dispositivi in guida donda rivestono notevole interesse a livello internazionale per le vaste potenzialità applicative nei settori delle telecomunicazioni,dellelaborazione tutto-ottica del segnale e della sensoristica.LIFN,negli ultimi anni,ha sviluppato estese competenze nella modellizzazione,nella fabbricazione e nella caratterizzazione di guide ottiche di diverso tipo,attive e passive.E stata acquisita,in particolare,una notevole esperienza nella progettazione e nella fabbricazione di guide attive basate su vetri drogati con ioni di erbio e di itterbio per ottenere amplificazione ottica in strutture guidate.Sono state inoltre fabbricate guide donda ottiche passive in niobato di litio per la generazione di seconda armonica con elevata efficienza e per la realizzazione di processi non lineari del secondo ordine in cascata. Lo studio dei fenomeni di localizzazione della luce in materiali denominati photonic bandgap (o cristalli fotonici) è oggetto di crescente interesse nella comunità scientifica internazionale.L'IFN ha sviluppato,da diversi anni,una notevole esperienza nel progetto e nella caratterizzazione di photonic bandgap unidimensionali,quali specchi multidielettrici per il controllo della dispersione in cavità laser,specchi di tipo chirped-mirror per la compressione di impulsi di luce di durata ultrabreve (pochi femtosecondi),reticoli e filtri in fibra ottica per operare filtraggi spettrali con controllo della dispersione. 2.2 Rivelatori e strumentazione per misure optoelettroniche ultrarapide Sezioni attive nel campo:Milano Un gruppo dell'IFN è leader a livello mondiale nello sviluppo di rivelatori di singoli fotoni a semiconduttore e circuiti associati (SPAD Single-Photon Avalanche Diodes e AQC Active Quenching Circuits) e ha aperto a queste applicazioni il campo spettrale infrarosso fino a 1.7 micron e più.Per le loro proprietà gli SPAD,oltre a trovare applicazioni in campi diversificati,suscitano interesse per sistemi di trasmissione ed elaborazione quantica dellinformazione,in particolare per sistemi di crittografia quantica,con dispositivi III-V (InGaAs) operanti a lunghezze donda maggiori di 1 micron e dispositivi in silicio operanti a 0,8 micron in reti locali ad elevata velocità. Presso l'IFN sono state sviluppate numerose tecniche di misura ad elevatissima sensibilità delle grandezze elettriche di dispositivi avanzati (rivelatori,MOS a canale ultra corto),nanostrutture e materiali semiconduttori.In particolare,sono state sviluppate tecniche innovative di caratterizzazione:(a) degli stati interfacciali nei dispositivi,impiegando misure di rumore 1/f;(b) del drogaggio del polisilicio di gate nei MOS sub- micrometrici,impiegando misure CV accurate;(c) del drogaggio superficiale,impiegando misure CV a bassa temperatura,in regime di freeze-out dei droganti,(d) del rumore di canale di MOS sottosoglia,impiegando tecniche di cross-correlazione.Inoltre sono operanti dei sistemi di elaborazione a minimo rumore,sia analogici che digitali,dei segnali provenienti da rivelatori per fotonica e per raggi X,con risoluzioni temporali inferiori a 30ps ed energetiche inferiori a 8 elettroni. 2.3 Nanodispositivi fotonici a semiconduttore Sezioni attive nel campo:Roma Ci si propone la realizzazione e lo studio di sorgenti ottiche integrate in cui lemissione sia controllata al livello del singolo fotone,grazie al confinamento sia elettronico che ottico su scala nanometrica.Queste sorgenti sono costituite da nanostrutture a semiconduttore (punti quantici o Quantum Dots),accoppiate al modo ottico di una microcavità e inserite in una giunzione operata sotto iniezione elettrica.Grazie alla capacità di emettere un singolo fotone alla volta,queste sorgenti potranno essere utilizzate per limplementazione di protocolli di crittografia quantistica per la trasmissione sicura dellinformazione. 3 Materiali e tecniche di caratterizzazione. 3.1 Microscopia e diffrazione X e tecniche di caratterizzazione con luce di sincrotrone. Sezioni attive nel campo:Roma,Trento Le tecniche di caratterizzazione con raggi X hanno caratteristiche peculiari che le rendono in alcuni casi insostituibili nello studio dei materiali e dei processi.Con lavvento delle macchine di terza generazione per radiazione di Sincrotrone si è registrato un avanzamento impressionante nella ricerca su nuove tecniche di indagine con raggi X. La linea di ricerca in corso presso lIFN si articola in diverse attività che riguardano sia tecniche tradizionali,sia lo sviluppo di metodologie innovative: a) Sviluppo e applicazioni di guide d'onda per microscopia e microdiffrazione di raggi X.La microscopia e microdiffrazione a raggi X e una tematica scientifica in rapido sviluppo sia con sorgenti di luce di sincrotrone sia con sorgenti da laboratorio.La risoluzione spaziale ottenibile ha ormai raggiunto la regione nanometrica. b) Studio e realizzazione di guide donda bi-dimensionali.Lobiettivo è di realizzare guide donda bi-dimensionali di efficienza comparabile a quella delle guide uni-dimensionali.Il campo di applicazione è soprattutto quello della microscopia e della microspettroscopia ad altissima risoluzione spaziale (poche decine di nanometri) nella regione dei raggi X duri. c) Applicazioni in microdiffrazione delle guide donda.Le applicazioni in microdiffrazione riguardanoo problematiche diverse:caratterizzazione strutturale locale di materiali per la micro e nanoelettronica,studio di bio-materiali,studio di processi di degrado della superficie di monumenti. Nella Spettroscopia di Assorbimento X con Luce di Sincrotrone,lattività,condotta in sinergia con il Dipartimento di Fisica di Trento,è punto di riferimento nazionale ed internazionale per lo studio dellordine locale in sistemi solidi e per lo sviluppo di strumentazione davanguardia per lutilizzo di Luce di Sincrotrone.Principali campi di studio sono:gli effetti del disordine statico e termico nella funzione di distribuzione radiale (EXAFS) in cristalli e amorfi;la struttura locale di sistemi confinati o a bassa dimensionalità e la sua influenza sulle proprietà elettroniche e di emissione di luce;la correlazione fra struttura locale e conducibilità in semiconduttori amorfi e sistemi superionici;la struttura locale in sistemi contenenti terre rare;il calcolo ab initio delle strutture XANES;la modellizzazione di strutture a corto e medio raggio in sistemi vetrosi.Si è maturata una esperienza più che ventennale nell'utilizzo di Luce di Sincrotrone,particolarmente in studi di Assorbimento e Diffrazione con raggi X.Il gruppo collabora direttamente allo sviluppo e alla gestione della Beamline italiana GILDA presso il Laboratorio Europeo ESRF a Grenoble (F).Di particolare interesse recentemente è lo sviluppo della Tecnica XEOL-XAS che,monitorando la fotoluminescenza indotta a seguito di Assorbimento X,permette di ottenere informazioni esclusive sulla struttura locale e la struttura elettronica dei siti coinvolti nel processo di emissione di luce. Infine,ricercatori IFN sono da anni impegnati nello sviluppo di rivelatori a semiconduttore per spettroscopia X ad elevata risoluzione energetica e per rilevazione di immagini X capaci anche di elevate risoluzioni spettroscopiche.Tali rivelatori sono utilmente impiegati nei settori in rapido sviluppo della microscopia X,della microanalisi X e della microdiffrattometria X,eventualmente utilizzanti luce di sincrotrone. 3.2 Caratterizzazione e Sviluppo di Materiali per la Fotonica e lOptoelettronica. Sezioni attive nel campo:Trento Il gruppo CSMFO di Trento ha una notevole padronanza della preparativa di materiali dielettrici per applicazioni ottiche e delle tecniche spettroscopiche per caratterizzarli.La ricerca ha lobiettivo di ottimizzare materiali guidanti per evitare alcune limitazioni legate alla funzionalità silica on silicon (SOS) ed alle caratteristiche chimico-fisiche della silice Un'interessante contributo deriva dalla tecnica sol-gel che permette lo sviluppo di materiali per la fotonica controllabili dal punto di vista ottico,spettroscopico e strutturale.Altri materiali non convenzionali,ad esempio strutture ibride e vetri con alta trasparenza IR,sono prodotti ed investigati in vista di estendere le applicazioni della fotonica,ad esempio per lo sviluppo di sorgenti coerenti a basso costo fuori dalla gamma standard.Un improuvment dell'attività di ricerca del gruppo è da individuarsi:nell'avvio dell'indagine teorica e sperimentale di strutture PBG photonic bandgap su dielettrici od ibridi;nella preparazione di sistemi atti allo sviluppo di dispositivi lossless;nello studio di vetroceramiche ultratrasparenti con potenzialità WDM.Sono prodotti e caratterizzati con numerose tecniche di spettroscopia ottica vetri massivi e guide donda planari attivate con ioni lantanidi trivalenti,per sviluppare dispositivi fotonici per lottica integrata.Le tecniche di crescita utilizzate sono:sol-gel ed rf sputtering oltre allusuale tecnica da fuso.I risultati conseguiti danno luogo alla collaborazione con enti di ricerca nazionali ed internazionali pubblici e privati. 3.3 Materiali organici,oligomerici ed ibridi. Sezioni attive nel campo:Trento Sono state sviluppate sorgenti innovative che permettono di produrre fasci di materiali organici (sorgenti ipertermiche supersoniche e ad inseminazione HSB),di metalli e di semiconduttori.Si controllano così importanti proprietà delle particelle (atomi,molecole e cluster) nel fascio,quali lenergia cinetica,il momento angolare e lenergia interna.E stato così sviluppato un approccio innovativo (SuMBE) alla crescita di film con proprietà morfologiche e strutturali ben controllare su diverse scale a partire da quella mesoscopica.Esperimenti con oligotiofeni,ftalocianine ed aceni dimostrano un controllo senza precedenti.Sono state realizzate due diverse apparecchiature per la crescita SuMBE che permettono di caratterizzare sia i parametri del fascio,sia il processo di crescita in situ.Il sistema per deposizione in UHV è dotato di spettroscopia Auger,UPS ed XPS nonché di ellissometria e diffrazione ad elettroni LEED.Tre diverse sorgenti possono essere utilizzate:per oligomeri ed organici,per fullereni nonché per cluster di metalli,semiconduttori e di carbonio.Funzionalizzazione dei materiali e dispositivi quali celle fotovoltaiche e sensori vengono realizzate con co-deposizioni diverse sostanze organiche,di fullereni ed oligomeri. 4 Laser e sorgenti incoerenti e loro applicazioni 4.1 Laser per applicazioni biomediche e diagnostica biomedica Sezioni attive nel campo:Milano I sistemi laser per applicazioni mediche costituiscono un filone di grande interesse in campo internazionale,sia a livello di ricerca di base che di successiva applicazione clinica.In questambito l'IFN ha una lunga tradizione.Tra i sistemi sviluppati si cita un sistema integrato a ps per spettroscopia di assorbimento e scattering in mezzi diffusivi da 600 nm a 1100 nm.Tale sistema consente di determinare in vivo le proprietà ottiche dei tessuti biologici.In questambito,è stato sviluppato un sistema compatto per mammografia ottica,al fine di evidenziare la presenza di lesioni patologiche sulla base di differenze in assorbimento e/o diffusione rispetto al tessuto circostante.Lo sviluppo di tecniche non invasive per la diagnosi dei tumori della mammella sta suscitando grande interesse in campo internazionale.E inoltre operante il primo sistema compatto risolto in tempo a due lunghezze donda,che consente misure assolute dellossigenazione del sangue in soli 100 ms.Sono stati infine sviluppati sofisticati sistemi di acquisizione di immagini di fluorescenza di marcatori esogeni per la diagnosi di tumori e per lo studio delle mutazioni e dellespressione di geni. 4.2 Generazione e applicazioni di laser a impulsi ultrabrevi Sezioni attive nel campo:Milano Lunità IFN vanta una lunga tradizione in questo settore e i risultati ottenuti sono sempre stati davanguardia:si cita il recente record di durata di 4,5 fs ottenuto mediante la tecniche di compressione della fibra cava (brevetto CNR).Sono operanti sistemi a femtosecondi in grado di generare impulsi da 120 fs e 30 fs a 800 nm che,accoppiati a sistemi di compressione,forniscono impulsi <10 fs di elevata energia Sono operanti presso lIFN sistemi di misura di pump and probe con risoluzioni temporali sino a 10 fs,per lo studio della dinamica degli stati elettronici in sistemi a ridotta dimensionalità (quali polimeri,quantum wells e nanoparticelle metalliche e a semiconduttore) per dispositivi fotonici.Altamente innovativa è la spettroscopia vibrazionale coerente che consente di visualizzare direttamente il moto interno dei nuclei in sistemi molecolari.La caratterizzazione mediante spettroscopia di fluorescenza e riflettanza risolta in tempo consente la determinazione di fluorescenza,assorbimento e scattering,per lo studio di materiali quali vetri drogati con ossidi per dispositivi per la commutazione ottica e farmaci incorporati in sistemi biologici. L'IFN si occupa da diversi anni dei processi demissione in polimeri della classe dei fenileni e in oligomeri della classe dei tiofeni,mediante lo studio della dinamica degli stati eccitati di questi materiali con tecniche ottiche di caratterizzazione ultrarapida.Tra i risultati ottenuti è di particolare rilevanza la prima dimostrazione in campo internazionale di un laser polimerico con emissione nel blu (400 nm) con pompaggio ottico.Sono inoltre allo studio nuove tecniche per incrementare lefficienza diniezione di cariche in dispositivi polimerici (LED). 4.3 Laser a stato solido Sezioni attive nel campo:Milano Lo sviluppo e la caratterizzazione di laser a stato solido con pompaggio a diodi nel vicino infrarosso è argomento di ricerca di vasto e continuo interesse a livello internazionale,del quale lunità di ricerca IFN si occupa ormai da diversi anni.Si citano lo sviluppo di laser ad Er-Yb a 1.5 mm per applicazioni alle comunicazioni ottiche (stabilizzati in frequenza e impulsati a ps ad elevatissima frequenza per trasmissioni solitoniche),laser a Tm e Tm:Ho a 2 mm per applicazioni LIDAR e metrologiche e infine sorgenti laser ad Er:YLF per applicazioni in medicina e nella conservazione del patrimonio artistico. 4.4 Spettroscopie e Sistemi Laser IR per lo studio di tracce di gas. Sezioni attive nel campo:Trento IFN ha sviluppato sistemi,basati sulla Spettroscopia Laser Fotoacustica,per lanalisi di tracce di gas per applicazioni agronomiche ed ambientali.Un sistema basato su di un laser a CO2,permette di misurare,con sensibilità di pochi pptv ed in tempo reale,lemissione di sostanze che rientrano nel metabolismo delle piante,come letilene,e che sono emesse per reazione a stimoli ambientali e/o stress.Sindagano così gli effetti prodotti ed i meccanismi di risposta a situazioni di stress ed il progredire di processi di maturazione in piante e frutta.Sviluppi in corso riguardano sistemi compatti basati su laser a stato solido. 5 Nanotecnologie e microfabbricazioni 5.1 Sviluppo di litografie a fascio elettronico,a sonde microscopiche a scansione,a raggi X Sezioni attive nel campo:Roma Litografia a fascio elettronico.La realizzazione di dispositivi nanoscopici richiede la messa a punto di processi litografici innovativi per ridurre le dimensioni delle strutture.Presso l'IFN é in corso da vari anni unattività di ricerca volta allottenimento di nanostrutture da utilizzare nella realizzazione di dispositivi optoelettronici ed elettronici. Litografia con sonde microscopiche a scansione.Tra le tecniche di nanolitografia di notevole potenzialità vanno citate quelle che utilizzano sonde microscopiche a scansione connesse con le scanning probe microscopies (SPM).LIFN dispone di un sistema capace di operare sia in configurazione STM che AFM.Con questo sistema sono state messe a punto tecnologie originali che hanno permesso di realizzare dei microelettrodi separati da poche decine di nanometri. Litografia di prossimità con radiazione di sincrotrone (SXRL).Le eccezionali proprietà fisiche della Radiazione di Sincrotrone (SR) come la collimazione,lintensità,la lunghezza donda (raggi X),etc.,si prestano particolarmente bene a processi litografici che permettano di combinare contemporaneamente profondità di fuoco (ed anche profondità elevate di lavorazione),risoluzione (migliore di 100 nm) ed estensione di area di applicazione (processi paralleli).L'IFN,in collaborazione con l'INFM,ha realizzato una linea di luce (LILIT) presso il sincrotrone Elettra di Trieste dedicata alla litografia di prossimità con raggi X. 5.2 Microlavorazioni e microsistemi in silicio Sezioni attive nel campo:Roma Da circa un decennio la tecnologia meccanica sta orientando molte energie sulla ricerca e lo sviluppo di microstrutture integrate in unarea in cui vengono a sovrapporsi svariate competenze tecnico-scientifiche originando potenziali settori di sviluppo e di produzione.Linteresse del silicio per applicazioni di micromeccanica è piuttosto recente.Il silicio,infatti,possiede delle ottime qualità meccaniche e si presta quindi molto bene alla realizzazione di componenti micromeccanici.Le tecnologie disponibili presso lIFN permettono di avviare e portare a termine progetti di strutture micromeccaniche mediante la bulk micromachining e la surface micromachining\",integrando queste tecnologie con la potenzialità della litografia submicronica disponibile presso listituto.E quindi possibile affrontare varie problematiche di progetto che richiedono precisione submicrometrica su larga area,tipica per esempio delle applicazioni ottiche e fotoniche,mediante soluzioni realizzative efficaci. 5.3 Nanotecnologie da precursori nanofasici e fasci supersonici. Sezioni attive nel campo:Trento Si sviluppano metodi basati su fasci di cluster per la sintesi e trattamento di materiali nanostrutturati.Si utilizzano due tipi di sorgenti,una inerentemente continua per la produzione di clusters da materiali ad alta tensione di vapore;laltra,impulsata,con vaporizzazione in un micro-plasma raffreddato da un impulso di gas ad alta pressione.Con i parametri di sorgente si controllano le proprietà chimico-fisiche dei materiali nanostrutturati sintetizzati quali morfologia e struttura.Si realizza così:la sintesi di film di nanocristallini,su substrati a temperatura ambiente,di leghe di materiali a memoria di forma (TiNi) per lo sviluppo di MEMS.Utilizziamo fasci di cluster per attivare cineticamente processi reattivi di sintesi di materiali.La selettività della reazione e la forte dipendenza dallenergia cinetica permettono di controllare il processo di sintesi con accuratezza.Il controllo su morfologia e struttura del film è stato dimostrato in esperimenti di carburizzazione di Si da precursori fullerenici a temperature moderate.La sintesi a temperatura ambiente di ossidi di TiO2 nanocristallini ha permesso lo sviluppo di una nuova generazione di sensori di VOC che migliora lo stato dellarte e apre la prospettiva di nanostrutture e dispositivi ibridi inorganico-organico per co-deposizione. (literal)

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