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Previsione Attività
Commessa
Proprietà magnetiche, elettroniche e funzionali di aggregati di dimensione atomica


  anni:  2006   2007   2008   2009   2010   2011   2012   2013   2014   2015 

Previsione attività anno 2014

Stato avanzamento attività per l'anno 2014
Attività da svolgere:
L'attività da svolgere nel 2014 verrà indirizzata all'approfondimento delle seguenti tematiche principali: i) Struttura elettronica ed atomica di grafene e silicene. Gli studi saranno ulteriormente indirizzati alla comprensione della relazione tra struttura atomica (p.e. modulazione strutturale, distanze interplanari, relazione cristallografica col substrato) ed elettronica di sistemi monocristallini di grafene e silicene, ottenuti per crescita epitassiale su subtrati sia metallici che isolanti. Un aspetto importante, ancora da chiarire, è ad esempio, come fasi strutturalmente diverse di silicene su Ag differiscano in termini di proprietà elettroniche. Saranno inoltre esaminate varie proprietà sia di carattere macroscopico che microscopico di film di silicene, quali la reattività chimica rispetto ad esposizione ad ossigeno, e, dopo la messa a punto di procedure di crescita su substrati isolanti, le caratteristiche di trasporto elettronico. ii) Proprietà elettroniche in sistemi magnetici ad alto effetto Rashba. Verranno estese le analisi di sistemi per i quali l'interazione di scambio e Rashba (spin-orbita) agiscono su scale energetiche comparabili. Si intende completare per i casi sperimentalmente già esaminati l'analisi per via teorica delle proprietà elettroniche e delle conseguenti caratteristiche di trasporto di spin, in collaborazione con il gruppo del Prof. Stefan Bluegel al Forschungszentrum Juelich. Le indagini sperimentali verranno ulteriormente estese ad altri casi di film magnetici su substrati metallici con alto spin-orbita. Verranno avviati inoltre studi preliminari per esaminare il possibile utilizzo di questi sistemi per elementi magnetici la cui magnetizzazione possa essere controllata per via dell'effetto di spin-orbit torque, in collaborazione con il Prof. Pietro Gambardella al Politecnico di Zurigo. iii) Proprietà magnetiche ed elettroniche di atomi isolati su superfici. Saranno esaminati casi di accoppiamento magnetico attraverso strati di grafene. Obiettivo è approfondire la comprensione delle intereazioni di scambio che il grafene può mediare quando interposto tra due elementi magnetici. L'interazione tra un substrato magnetico ed atomi isolati dispersi su superfici di grafene costituisce in questo ambito un caso relativamente semplice, preliminare all'analisi di film ed altre strutture più complesse. Verranno inoltre avviate indagini sugli effetti di impurezze magnetiche sugli stati elettronici spin-polarizzati per effetto Rashba di isolanti topologici, mediante esperimenti di fotoemissione con alta risoluzione in momento ed energia.
Punti critici e azioni da svolgere:
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 della relativa strumentazione.
Risultati attesi nell'anno:
I risultati attesi consistono principalmente in una più approfondita comprensione degli effetti elettronici in sistemi nanostrutturati e della loro influenza sulle proprietà magnetiche. In particolare, le attività previste per il 2012 possono contribuire ad analizzare e controllare: - le condizioni per la formazione di diverse fasi di silicene e le loro caratteristiche elettroniche. - gli effetti della coesistenza dell'interazione di scambio e Rashba in sistemi bidimensionali e delle conseguenti proprietà di trasporto (AMR, effetto Hall, spin-orbit torque) - le interazioni tra atomi magnetici e superfici: interazioni di scambio mediate da grafene, effetto di impurezze magnetiche su isolanti topologici, effetti di ibridazione sull'esistenza o soppressione dei momenti locali.
Iniziative per l'acquisizione di ulteriori entrate:
La commessa è impegnata nella partecipazione a progetti nazionali, europei ed internazionali. In particolare: La commessa partecipa al progetto FIRB 2010 Futuro in Ricerca, "Plasmoni e dispositivi Terahertz in grafene", coordinatore Marco Polini (2012-2014). La commessa partecipa al progetto per International Scientific Cooperation (PICS) Italy/France: "Self-assembled silicene nano-ribbons: controlling and engineering their structural, electronic and magnetic properties". (2011-2013) La commessa partecipa al progetto di collaborazione Italia-Giappone (Università di Tokyo), "Studio delle proprietà di spin ed elettroniche in film di isolanti topologici, indotte dagli strati atomici di superficie e di interfaccia" (2012-2014). La commessa partecipa al programma Eurofel per lo sviluppo di metodi basati sulla generazione di fasci impulsti da laser ad elettroni liberi e la loro applicazione allo studio di processi dinamici ultra-veloci. La commessa ha presentato il progetto premiale, linea 2, su dipositivi magnetici e supeconduttivi per sensoristica e ICT. Altre iniziative sono previste nel quadro dei prossimi programmi della Unione Europea (FP VII) e dei programmi ministeriali.
 
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