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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 2012

Previsione attività per l'anno 2012
Risultati conseguiti:
L'attività svolta nel 2012 è stata indirizzata all'approfondimento delle seguenti tematiche principali: i) Interazione di monostrati di grafene con substrati metallici e magnetici. ii) Proprietà elettroniche e strutturali di strati monoatomici di silicio. iii) Proprietà magnetiche ed elettroniche in film metallici: effetti quantistici e Rashba. La commessa ha prodotto 19 pubblicazioni, con impact factor medio di 5.2. Si delineano qui brevemente i risultati conseguiti nell'ambito delle tematiche principali: i) L'interazione di monostrati di grafene con substrati metallici e magnetici. Nell'ambito del progetto Spingraph/Eurographene della European Science Foundation sono state esaminate le proprietà elettroniche di film di grafene, cresciuti in-situ per CVD in forma epitassiale su superfici cristalline metalliche. Il programma di ricerca è finalizzato all'analisi della interazione tra metallo e grafene ed alle risultanti caratteristiche magnetiche. Sono stati esaminati in dettaglio effetti di ibridizzazione tra le bande elettroniche del grafene e quelle di substrati metallici magnetici e non-magnetici con metodi di spettroscopia elettronica. Sono state osservate ed analizzate le relazioni tra il grado di interazione ed aspetti strutturali in sistemi con diverse caratteristiche. Si è evidenziata in particolare la possibilità di modificare in modo mirato gli stati di Dirac del grafene, mediante effetti geometrici e chimici, la corrispondente apertura di gap al livello di Fermi e, per substrati magnetici, la configurazione di banda con polarizzazione di spin. ii) Le proprietà elettroniche e strutturali di monostrati di silicio. Gli studi, già avviati su nanostrutture di carattere monodimensionale formate da silicio, sono state estesi all'indagine di monostrati cresciuti per epitassia su Ag(111). L'analisi di queste strutture con diverse tecniche sperimentali, sia microscopiche che spettroscopiche, ha evidenziato la formazione di reticoli quasi-planari di tipo honeycomb, con legami prevalentemente sp2. Le prime evidenze spettroscopiche suggeriscono la formazione, in accordo con risultati teorici, di una struttura di bande con diverse analogie con quella di reticoli bidimensionali quasi-omostrutturali, come il grafene. ii) Proprietà magnetiche ed elettroniche in film metallici: effetti quantistici e Rashba. L'effetto Rashba produce un accoppiamento di spin-orbita in sistemi di bassa dimensionalità. L'assenza di simmetria traslazionale alla superficie, od all'interfaccia, di un materiale cristallino dà luogo ad un gradiente di campo elettrico, che rimuove la degenerazione di spin per gli elettroni in moto nel piano della superficie. L'analisi di questi sistemi nel corso della nostra attività nel 2012 ha messo ulteriormente in luce effetti di coesistenza, sulla stessa scala energetica, di interazioni Rashba e di scambio. Sono state prodotte strutture modello, appositamente disegnate per enfatizzare questi effetti, in cui le bande quantizzate di un film sottile e non magnetico, vengono simultaneamente modificate dall'interazione di scambio (dal substrato), e di Rashba, alla superficie. Per questi particolari sistemi, sono state inoltre condotte analisi teoriche che ne evidenziano proprietà caratteristiche per la spintronica, quali forti anisotropie nella magnetoresistenza e nella polarizzazione di spin indotta da corrente.
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 un giovane ricercatore 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 da noi realizzate presso il sincrotrone Elettra e delle relativa strumentazione.
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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