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Stato Avanzamento Attività commessa
Proprietà magnetiche, elettroniche e funzionali di aggregati di dimensione atomica


  anni:  2005   2006   2007   2008   2009   2010   2011   2012   2013   2014 

Stato di Avanzamento attività anno 2010

Previsione attività per l'anno 2010
Risultati conseguiti:
L'attività svolta nel 2010 è stata indirizzata all'approfondimento di tematiche che riguardano principalmente: i) lo studio di monostrati di grafene per applicazioni elettroniche e spintroniche. Sono state esaminate le proprietà elettroniche di film di grafene di alta qualità cristallografica, ottenuti in-situ per CVD su superfici cristalline di diversi metalli. Questi studi mettono in luce gli effetti di interazione metallo-grafene sulle bande elettroniche e le modificazioni indotte da ricostruzioni strutturali connesse al legame con il substrato. Sono stati inoltre avviati studi di cluster metallici su grafene, con lo scopo di utilizzare il grafene come template per la formazione di reticoli ad altissima densità di elementi magnetici funzionali. Questo obiettivo viene perseguito mediante la crescita di grafene su substrati metallici (p.e. Ir(111) o Ru(0001)) che diano origine ad una struttura periodicamente modulata su scala nanometrica. In questi casi, a seguito della deposizione di Ir su grafene, si osserva una distribuzione periodica e regolare di piccoli clusters, che possono essere utilizzati come siti di nucleazione di particelle magnetiche. Si è inoltre osservato che la perturbazione indotta dai cluster metallici modifica le gap nelle bande di conduzione del grafene e aumenta l'anisotropia della velocità di gruppo elettronica. Sono state inoltre esaminate le proprietà elettroniche di nanofili di silicene (silicio in geometria honeycomb). Sono osservati stati monodimensionali in prossimità dell'energia di Fermi, che presentano analogie ai coni di Dirac del grafene. ii) lo studio di effetti Rashba in sistemi con geometria anisotropa. Lo studio è motivato da argomenti teorici che prevedono sia possibile indurre effetti di spin-orbita fortemente direzionali in materiali con geometria particolare. Per esaminare sperimentalmente queste predizioni, sono stati prodotti e studiati, con metodi di spettroscopia elettronica e di microscopia (STM), leghe di superficie Bi-Ag con struttura modulata unidirezionalmente. Si è osservata una forte anisotropia dell'effetto Rashba, che mostra una differenza del 300% tra la direzione parallela e quella perpendicolare alla modulazione strutturale. L'analisi di questi risultati è attualmente in corso in collaborazione con il dipartimento di teoria dell'Institut für Festkoerperforschung di Juelich. iii) lo studio della relazione tra proprietà magnetiche e la configurazione elettronica di ftalocianine su superfici metalliche. Sono state ulteriormente esaminate, per mezzo di studi di fotoemissione e dicroismo, le proprietà di monolayer ordinati di ftalocianine su metalli nobili al fine di comprendere la natura delle interazioni elettroniche (p.es. ibridazione ed effetto Kondo). In particolare sono state esaminate le configurazioni elettroniche e mamagnetiche di monolayer di ftalocianine di Co e Fe. E' stato osservato sperimentalmente, e teoricamente analizzato, un diverso carattere magnetico del centro metallico nei due sistemi (non-magnetico per il Co, ma magnetico nel caso del Fe). I risultati chiariscono la gerarchia degli effetti di correlazione ed ibridazione e come la fluttuazione di carica sopprime o sostiene la formazione del momento magnetico sul centro metallico. La commessa ha prodotto nel 2010 dodici articoli, di cui tre su Physical Review Letters, uno su Carbon e su Applied Physics Letters, due su Physical Review B.
Risorse strumentali:
- linee di luce VUV e Polar al sincrotrone Elettra, Trieste. - beamline ID8 alla ESRF, Grenoble. - spettrometri per fotoemissione con alta risoluzione angolare ed energetica. - magnete superconduttore per misure in UHV ad alto campo e bassa temperatura. - camere per UHV con strumentazione per crescita in situ per MBE e loro caratterizzazione (LEED, RHEED, Auger, magnetometria Kerr, evaporatori di vario tipo).
Punti critici:
Le attività sperimentali che utilizzano radiazione di sincrotrone sono svolte in condizioni di criticità per mancanza di personale. Si ritiene necessario che venga programmato l'inserimento in tempi brevi di almeno due giovani ricercatori ed un tecnico nell'attività della commessa. Si auspica inoltre che per assicurare il più efficace svolgimento delle attività previste nel quadro della commessa vengano risolte diverse situazioni di difficoltà riguardanti aspetti normativi ed organizzativi per l'utilizzo e lo sviluppo delle linee di luce e delle relativa strumentazione da noi realizzate presso il sincrotrone Elettra.
Commento ad eventuali scostamenti tra le entrate previste e quelle realizzate nell'anno corrente:
Le entrate esterne realizzate hanno corrisposto alle previsioni.
 
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