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Stato Avanzamento Attività
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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 2014

Previsione attività per l'anno 2014
Attività svolta:
L'attività svolta nel 2014 è stata dedicata all'approfondimento delle seguenti tematiche principali: i) Interazione di monostrati di grafene con substrati metallici e magnetici. ii) Caratteristiche elettroniche e strutturali di strati atomici di silicio. iii) Effetti di confinamento quantistico, di scambio e di spin-orbita in film metallici. iv) Proprietà magnetiche ed elettroniche di atomi su superfici metalliche. La commessa ha prodotto 18 pubblicazioni, con impact factor medio di 4.8
Risultati conseguiti:
Si delineano qui sinteticamente i risultati conseguiti nell'ambito delle tematiche principali: i) Interazione di monostrati di grafene con substrati metallici e magnetici. Sono stati esaminati effetti di ibridizzazione tra gli stati elettronici del grafene e le bande di substrati metallici magnetici e non-magnetici mediante studi di spettroscopia di fotoemissione. Sono stati completati in particolare studi sulla relazione tra proprietà strutturali ed elettroniche di strati monatomici di grafene, con geometria modulata da sequenze regolari di steps (superfici vicinali) e da pattern di moire. Sono stati inoltre studiati i processi di fotoreduzione di ossido di grafene in funzione della dose e lunghezza d'onda della radiazione elettromagnetica. Con metodi di magnetometria con radiazione di sincrotrone, sono stati avviati indagini su vari casi di accoppiamento magnetico attraverso strati di grafene, al fine di approfondire la comprensione delle interazioni di scambio mediate dal grafene può 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. ii) Caratteristiche elettroniche e strutturali di strati atomici di silicio. Lo studio di monostrati e multistrati silicio è stato esteso all'ulteriore caratterizzazione di film formati per crescita epitassiale su Ag(111). L'analisi di queste sistemi, mediante diverse tecniche spettroscopiche e di modelizzazione teorica, ha evidenziato la formazione di reticoli di monostrati di silicio con struttura quasi-honeycomb. Dettagliate indagini strutturali hanno definito un complesso diagramma di formazione, con varie strutture simili ma in diverso registro cristallografico rispetto al substrato, in dipendenza dalla temperatura e della quantità di silicio deposto. Altre indagini, dedicate all'esame della struttura a bande, hanno evidenziato l'importanza delle interazione elettronica tra i monostrati di silicio ed il substrato, che risulta portare alla soppressione dei coni di Dirac, caratteristici del sistema isostrutturale costituito da grafene. Studi preliminari hanno affrontato la caraterizzazione della crescita e delle proprietà elettroniche di film di silicio a multistrato. iii) Effetti di confinamento quantistico, di scambio e di spin-orbita in film metallici. Sono state estese le analisi di sistemi per i quali l'interazione di scambio e di spin-orbita (effetto Rashba) agiscono su scale energetiche comparabili. Sono state completate, per i casi sperimentalmente precedentemente esaminati, le analisi per via teorica delle proprietà elettroniche e delle conseguenti caratteristiche di trasporto di correnti spin-polarizzate, in collaborazione con il gruppo del Prof. Stefan Bluegel al Forschungszentrum Juelich. Indagini sperimentali con metodi di spettroscopia elettronica sono state dedicate ad altri casi di film magnetici cresciuti per epitassia su substrati metallici con alta interazione di spin-orbita (p.e. Fe su W(110)). Nel quadro del progetto premiale su dispositvi magnetici e superconduttivi, sono stati inoltre avviati studi preliminari al fine di esaminare il possibile utilizzo di questi sistemi in dispositivi magnetici la cui magnetizzazione possa essere modificata per via dell'effetto di spin-orbit torque, in collaborazione con il Prof. Pietro Gambardella (Politecnico di Zurigo). iv) Proprietà di molecole magnetiche su superfici. In una serie di studi sono stati esaminati l'influenza della interazione elettronica tra superfici metalliche sullo stato di spin di semplici molecole metallorganiche, quali le ptalocianine. Si è dimostrata la possibilità di variare e controllare lo stato magnetico delle molecole mediante drogaggio elettronico, per trasferimento di carica da metalli alcalini co-depositati sulle superfici. In particolare, si è osservato come molecole con spin nullo possano diventare magnetiche e, viceversa, come lo spin della molecola possa essere in altri casi completamente soppresso.












 
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