Descrizione previsione attività della commessa "Fenomeni cooperativi in materiali avanzati con ordine magnetico e/o dipolare elettrico (MD.P04.025)"

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  • Descrizione previsione attività della commessa "Fenomeni cooperativi in materiali avanzati con ordine magnetico e/o dipolare elettrico (MD.P04.025)" (literal)
Iniziative per acquisizione entrate
  • L'acquisizione di ulteriori entrate sarà perseguita soprattutto su bandi europei, nazionali e regionali. Si attende l'uscita dei bandi PRIN mentre sul piano europeo si intende partecipare a eventuali bandi europei Horizon 2020. I ricercatori della commessa parteciperanno ai bandi FIRB che verranno eventualmente emessi nel 2015. Nel 2015 la commessa riceverà i fondi ottenuti dalla partecipazione al PRIN OXIDE, al FIRB 'Ossidi nanostrutturati: multifunzionalità ed applicazioni' e dalla recente approvazione del FET 'Curved nanomembranes for Topological Quantum Computation\" FP7-ICT-2013-C, Collaborative project e del COST 'Towards an Oxide-Based Electronics' Si utilizzeranno anche fondi commerciali provenienti dalla collaborazioni con realtà industriali locali quali Metzeler, FOS, EMA. Per quanto riguarda le risorse computazionali, si pensa di presentare proposte per ottenere grant di tempo-calcolo presso centri di supercalcolo (Cineca e Caspur), attribuiti per via competitiva. Si chiederà inoltre un finanziamento straordinario alla Sapienza (Fondo Grandi attrezzature) per l'acquisto di un laser infrarosso a cascata quantica che permetterà di estendere l'intervallo spettrale delle nostre sorgenti di alta potenza. (literal)
Punti critici
  • Per ciò che concerne il parco attrezzature, un rafforzamento delle attività relative alla crescita e allo studio di nuovi materiali funzionali con proprietà controllate è auspicabile. La possibilità di crescere materiali in alte pressioni o l'uso di elementi chimici pericolosi richiede l'acquisizione di nuove attrezzature. Tra le priorità si individua anche un potenziamento dell'analisi delle nano-strutture mediante collaborazioni con gruppi di ricerca aventi esperienza su tecniche TEM, microEDS, etc. e l'interazione con aziende e ingegneri operanti nel campo dell'attenuazione delle vibrazioni. Dal punto di vista della manutenzione strumentale, è senza dubbio da mettere in evidenza l'assoluta insufficienza dei finanziamenti ordinari per perseguire un'adeguata manutenzione ordinaria di attrezzature estremamente complesse e all'avanguardia per quello che è lo stato dell'arte nei campi scientifici di interesse. Per ciò che concerne materiali di consumo (come polveri di materiali speciali puri, elio liquido, ecc.) è necessario puntualizzare anche l'insufficienza di fondi per questo aspetto ritenuto rilevante per eseguire una adeguata ricerca. Anche i ridotti tempi di accesso ai metodi di deposizione di film nanoparticellari e di tecniche fotolitografiche sono da considerarsi un ostacolo alla corretta attività di alcune ricerche della commessa. Infine, l'attività presso le grandi facilities come ELETTRA, BESSY, ESRF, SOLEIL, ISIS, PSI, ILL richiede frequenti missioni che sono solo parzialmente dai fondi UE o con altri fondi. Da un punto di vista generale, si osserva una notevole criticità riguardo alla consistenza numerica del personale e si fa presente che un potenziamento in termini di risorse umane sicuramente contribuirebbe ad un più agevole raggiungimento degli obiettivi scientifici stabiliti. Quindi, la crescente carenza di personale scientifico adeguatamente qualificato e in grado di fornire un supporto in maniera continuativa rappresenta un grave ostacolo alla ricerca. Inoltre, si evidenzia l'assenza di incentivi, anche in termini di avanzamento di carriera, per il personale strutturato impiegato nella commessa. Pertanto, risulta vitale la capacità di acquisire fondi esterni su base competitiva, soprattutto allo scopo di mantenere, e possibilmente incrementare, la presenza di personale giovane. La razionalizzazione nell'ambito della commessa delle risorse umane, del parco attrezzature e delle altre problematiche evidenziate, passa anche attraverso un processo già iniziato che individua un numero limitato di attività di ricerca sulle quali concentrare gli sforzi ed aumentare la massa critica progettuale. (literal)
Attività da svolgere
  • 1) Si proseguirà con l'attività relativa alla sintesi di cristalli come il Ba2CuGe2O7 e con drogaggio di nickel al posto del rame. I campioni saranno studiati tramite misure di magnetizzazione e misure a spettroscopia infrarossa, UV ed ottica. Si prevedere di indagare la natura delle transizioni di fase magnetiche e le proprietà strutturali tramite misure di laboratorio e presso grandi facilities utilizzando proposals disponibili. 2) Si proseguirà nella attività concernente la produzione di cristalli singoli di SrTiO3 e di SrFeO3 previsti come substrati di alta qualità previsti nel progetto PRIN 'OXIDE'. 3) Si proseguirà nella produzione di cristalli singoli di rutenati da utilizzarsi in misure di spettroscopia ottica, RIXS e misure di scattering inelatico di neutroni nonché come interfaccia superconduttore di tripletto-manganiti. 4) Si continuerà nell'attività connessa con la caratterizzazione morfo-strutturale e composizionale di nano-particelle di TiO2, di ZnO e di niobio. 5) Si proseguirà lo studio di sistemi basati su ossidi di rutenio a struttura perovskitica interfacciati con ferromagneti come ossidi di manganese. 6) Si analizzeranno le proprietà magnetiche e di trasporto in sistemi basati su superconduttori di tripletto interfacciati con ferromagneti o superconduttori con simmetria mista (singoletto-tripletto) o superconduttori topologici. 7) Si considererà lo studio di sistemi con forte correlazione tra gradi di libertà orbitali, magnetici, di carica e reticolari con tecniche a molti-corpi. Si proseguirà lo studio delle eccitazioni elementari per sistemi di liquidi di spin. 8) Si proseguirà l'attività di deposizione tramite ablazione laser di interfacce polari/non-polari ed etero strutture di interesse del PRIN Oxide. Si proseguiranno gli studi dei processi di ablazione e deposizione laser pulsata (PLD) con impulsi al nanosecondo e al femtosecondo mediante indagine della piuma e di analisi delle proprietà dei film depositati. Particolare riguardo sarà dato allo studio di sistemi semplici con gli impulsi ultracorti forniti dalla sorgente Ti:Sa (800 nm, »35-40 fs) per evidenziare eventuali peculiarità del nuovo regime di durata temporale dell'impulso laser, che è significativamente più corto di quello utilizzato sino ad ora (250-300 fs). 9) Verranno studiate le nuove serie di campioni con LAO amorfo per capire come lo strato amorfo possa influenzare la polarità indotta nello STO dalla presenza di overlayer cristallini di LAO. Verranno studiate interfacce LAO/STO prodotte tramite MBE, dove è stato possibile modulare all'interfaccia il rapporto stechiometrico tra Al e La. Questo rapporto può avere conseguenze sulle proprietà conduttive delle interfacce. Tramite SHG si intende studiare se ci sono conseguenze analoghe sulla polarità interfacciale indotta nello STO. 10) Verranno approfonditi i modelli dell'interazione magnetica in film costituiti da aggregati nanoparticellari di ferro con una crescente anisotropia di forma e un diverso grado di coalescenza, in modo da individuare e realizzare meccanismi di controllo delle interazioni magnetiche per applicazioni nella lettura e scrittura magnetica. Verranno sviluppati modelli riguardanti effetti magnetoelastici e realizzazione di compositi di microparticelle magnetiche in matrice elastomerica con risposta magneto-piezoresistiva gigante; sviluppo di sensori di gradiente di campo magnetico, di attenuatori di vibrazione \"auto-attivi\" capaci di variare in tempo reale la propria rigidezza attraverso la presenza di forze magnetiche intrinseche. 11) Verrà utilizzato lo spettrometro THz per studiare le proprietà elettroniche dei portatori di carica delle interfacce LAO/STO. Utilizzando uno schema pump-probe, verranno studiate anche dinamiche foto indotte in interfacce LAO/STO, alla superficie dello STO con risoluzioni temporali del femtosecondo. Questa attività è legata al PRIN Oxide e al progetto Seed-SPIN 'Polar-nonpolar oxide interfaces charge dynamics investigated by a single Pump - double Probe experiment'. Lo stesso spettrometro THz verrà utilizzato per studiare la risposta dielettrica in questo intervallo di frequenze di meta materiali sintetizzati nel modulo. 12) Si continuerà l'attività di modellizzazione di materiali funzionali, con particolare attenzione a materiali ferroelettrici, magnetici, multiferroici, etc. Una classe di materiali particolarmente promettente è costituita da perovskiti ibride organico-inorganico, basate su alogenuri e caratterizzate da un'elevata efficienza fotovoltaica. Particolare attenzione verrà rivolta verso materiali bidimensionali o verso eterostrutture di ossidi caratterizzate da elevata interazione di spin-orbita. 13) S proseguirà nelle ricerche sul BaCuGeO, anche drogato, e sull'interfaccia LAO-STO, per approfondire l'effetto del gas 2D di elettroni sul soft mode del SrTiO3, che pilota la ferroelettricità incipiente del SrTiO3. Queste misure verranno effettuate anche usando la ????????±???????P???????°6??????Š???????L'acquisizione di ulteriori entrate sarà perseguita soprattutto su bandi europei, nazionali e regionali. Si attende l'uscita dei bandi PRIN mentre sul piano europeo si intende partecipare a eventuali bandi europei Horizon 2020. I ricercatori della commessa parteciperanno ai bandi FIRB che verranno eventualmente emessi nel 2015. Nel 2015 la commessa riceverà i fondi ottenuti dalla partecipazione al PRIN OXIDE, al FIRB 'Ossidi nanostrutturati: multifunzionalità ed applicazioni' e dalla recente approvazione del FET 'Curved nanomembranes for Topological Quantum Computation\" FP7-ICT-2013-C, Collaborative project e del COST 'Towards an Oxide-Based Electronics' Si utilizzeranno anche fondi commerciali provenienti dalla collaborazioni con realtà industriali locali quali Metzeler, FOS, EMA. Per quanto riguarda le risorse computazionali, si pensa di presentare proposte per ottenere grant di tempo-calcolo presso centri di supercalcolo (Cineca e Caspur), attribuiti per via competitiva. Si chiederà inoltre un finanziamento straordinario alla Sapienza (Fondo Grandi attrezzature) per l'acquisto di un laser infrarosso a cascata quantica che permetterà di estendere l'intervallo spettrale delle nostre sorgenti di alta potenza.?sic research). \"SIR (Scientific Independence of young Researchers) 2014\". La proposta progettuale dal titolo: \"Superconducting materials testing for science and technology (SMArTEST)\", di cui Antonio Leo è il Principal Investigator. \"SIR (Scientific Independence of young Researchers) 2014\". La proposta progettuale dal titolo: \"Electric noise analysis: an innovative spectroscopic technique to improve the performances of organic photovoltaic devices (PHOTO-NOISE)\", di cui Carlo Barone è il Principal Investigator. Progetto FET-Open sulla realizzazione di cavi HTS di terza generazione. A novembre u. s. è stata presentata domanda di finanziamento al MISE per un progetto congiunto tra diverse realtà industriali e di ricerca (CNR, RSE, Unibo, ENEA, ICAS, ASG, Columbus) su un dimostratore SMES basato sulla tecnologia dell'MgB2 per l'accumulo energetico intitolato in breve DRYSMES4GRID. Un ERC Advanced Grant 2014 \"Bosonic Cascade Lasers\" è stato sottomesso da A Varlamov insieme a A Kavokin. Sono in fase di preparazione 2/3 progetti su temi relativi a superconduttività e biomedicale di interesse della commessa per il bando \"Compagnia di San Paolo 2014\" dedicato a enti di ricerca liguri. Saranno ricercati nuovi investimenti di provenienza (a) industriale nel campo dei materiali magnetici nanostrutturati, (b) europeo grazie alla partecipazione alle bandi Horizon 2020.(d) Contratti di consulenza di standard tecnologico La collaborazione con Columbus SC ed ASG superconductors porterà alla sottoscrizione di contratti per attività di caratterizzazione funzionale dei superconduttori. L'attività sul Bi-2212 si rivolge al CERN e ora anche alla BRUKER BioSpin, interessate ai materiali idonei alla realizzazione di magneti ad alto campo per la ricerca (CERN) e per NMR (Bruker). Attraverso contatti internazionali, agenzie di brokeraggio e visibilità su siti web (www.pocn.it), ottenuta superando con esito positivo la valutazione di opportune commissioni esaminatrici, si sta cercando di effettuare il trasferimento tecnologico della tecnologia del B (brevettata dal CNR-SPIN Genova) o comunque trarne un ritorno economico.?di per ICIB-CNR 489.016 Euro) 11. Progetto Marie Sklodowska-Curie Actions, Individual Fellowship (Call: H2020-MSCA-IF-2014) dal Titolo \"Nanosensors for Biological and Environmental Analytes Recognition Tecnhologies on the Horizon - NANOBioEarth\". Responsabile unità ICIB-CNR M. Rippa. Annualità 2014-2015 (sottomesso settembre 2014) Sono in via di preparazione progetti Europei da sottomettere in ambito ICT LEIT e ERANET di HORIZON2020????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? 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Risultati attesi
  • Di seguito vengono elencati i principali risultati che ci si aspetta di ottenere nel corso dell'anno: 1) Ottenimento del comportamento magnetico tramite misure di neutroni polarizzati di campioni di Sr4Ru3O10. 2) Descrizione in termini di scaling universale di comportamento a liquido di fermi di spettri ottici di campioni di Sr2RuO4. 3) Conseguimento del comportamento magnetoelettrico a basse temperature di cristalli singoli di BaGeCuO tramite misure di rilassamento muonico a campo magnetico non nullo. 4) Ottenimento di cristalli ottimizzati di titanato di stronzio con la tecnica delle zone flottanti. 5) Descrizione della natura dello stato superconduttivo di campioni in forma di cristalli singoli del composto non-centrosimmetrico NbxRe1-x mediante spettroscopia a punta di contatto. 6) Si otterrà il diagramma di fase magnetico e superconduttivo di eterostrutture. 7) Ottenimento del diagramma di fase di una eterostruttura metallo normale o ferromagnete/superconduttore di tripletto chirale. Comprensione dei meccanismi per generare correlazioni di coppie con spin parallelo. Determinazione delle proprietà di trasporto elettrico e di spin in giunzioni ferromagnete/superconduttore non convenzionale e non- centrosimmetrico. 8) Ottenimento dello spettro di eccitazione magnetico per sistemi fortemente correlati e liquidi di spin. 9) Diagramma di fase di sistemi topologici. 10) definizione del rapporto tra effetti intrinseci ed estrinseci nel meccanismo di formazione del gas elettronico all'interfaccia LAO/STO e sue varianti , del ruolo dello strain e della composizione chimica, e conclusioni sulla presenza di cariche libere e localizzate. 11) Stima dello spessore e di altre proprietà fisiche fondamentali del gas elettronico interfacciale. 12) Etero-strutture ben caratterizzate di LAO/STO e sue varianti e procedimenti ottimali di crescita. 13) Apparato per la spettroscopia terahertz nel dominio del tempo (THz-TDS) in modalità pump-visibile e probe-THz. 14) Tramite l'uso combinato di SHG e spettroscopia THz capire meglio il ruolo delle cariche libere ed intrappolate nella formazione del 2DEG all'interfaccia LAO/STO. 15) Comprensione del ruolo dei diversi meccanismi coinvolti nella deposizione di ossidi complessi per ns PLD. 16) Comprensione approfondita delle proprietà del processo di ablazione laser con impulsi ultracorti di metalli e ossidi e caratteristiche dei film NP-assembled di tali materiali, compreso l'uso di luce con momento orbitale angolare. 17) Chiarimento del ruolo dello spessore nei film magnetici nanoparticellari ottenuti mediante deposizione laser con impulsi ultrabrevi. 18) Realizzazione dell'effetto magnetoresistivo gigante; realizzazione di dispositivi elastomagnetici come sensori o attenuatori di vibrazione. 19) Utilizzo della SHg per comprendere meglio le proprietà ferrolettriche di campioni metallorganici innovativi. Ci si aspetta di ottenere una descrizione della struttura elettronica e magnetica del composto Sr3NiIrO6, che verra' in parallelo investigata dal punto di vista sperimentale da nostri collaboratori a Grenoble. 20) Ci si aspetta inoltre di descrivere le proprietà topologiche di SnTe, che è un isolante topologico cristallino a temperatura ambiente (struttura rock-salt), mentre a temperature basse (circa 70 K) diventa ferroelettrico (struttura romboedrico), presumibilmente con effetti Rashba giganti nel bulk. 21) Per quanto riguarda le perovskiti di alogenuri, ci si aspetta di ottenere una caratterizzazione teorica della struttura elettronica, delle proprietà ferroelettriche e delle proprietà derivanti dalla forte interazione di spin-orbita presente nei composti (che contengono atomi pesanti come I, Pb, Sn). 22) Per quanto riguarda le eterostrutture di ossidi, verrà esplorata la possibilità di attivare gradi di libertà di \"valle\" (attivi ad esempio nei punti \"K\" del reticolo esagonale che caratterizza tali eterostrutture), che di recente hanno mostrato enormi potenzialita' nell'ambito della Valleytronica. 23) Ci si aspetta di completare la conoscenza delle bande elettroniche e dello spettro Raman del BaCuGeO e di capire l'effetto dello strato di elettroni superficiali sulle proprietà bulk del SrTiO3. (literal)
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