Materiali Funzionali

Descrizione attività:

Utilizzando metodi bottom-up, top-down e approcci ibridi, si realizzano nuovi materiali anche con struttura nanometrica: materiali magnetici, ibridi organici-inorganici, carburi, allotropi del carbonio, ossidi, semiconduttori, etc. con proprietà funzionali innovative per le applicazioni nei campi dei materiali magnetici, della biomedicina, della catalisi, del fotovoltaico, del solare a concentrazione, del termoelettrico avanzato, dei sensori, dei rivestimenti. I nuovi sistemi sono prodotti come bulk, film sottili, eterostrutture, strutture nano/meso porose, nanocluster, nanoparticelle, nanocompositi e fluidi complessi.  Le tecniche di preparazione coinvolgono sintesi chimica, deposizioni da soluzione, (spin-coating, Langmuir–Blodgett, spray-coating) e deposizioni in  vuoto (PLD, Sputtering, evaporazione etc).

Le caratterizzazioni riguardano le proprietà di bulk e di superficie: strutturali, microstrutturali e morfologiche (XRD, tecniche spettroscopiche tipo XPS, analisi della composizione chimica, microscopie come AFM, SEM, FE-SEM, EDS etc.); chimico-fisiche e funzionali (magnetiche, di trasporto, ottiche, plasmoniche, elettrochimiche) e fenomenologie (test di corrosione, usura, invecchiamento, ecc.) che coinvolgono sia superfici che  interfacce.

Le attivita’ di preparazione e caratterizzazione trovano supporto in una consolidata attività teorica. Questa attività è rivolta al modelling di semiconduttori organici e metallo-organici di tipo n e p, per la realizzazione di prototipi di OFET, di materiali 2D, ossidi, semiconduttori e loro difetti, nitruri e di materiali magnetici. Per questa attività si utilizzano le risorse di HPC del consorzio CINECA o le risorse computazionali “in-house” sulle quali sono installati i codici DFT Quantum-Espresso, VASP, CPMD, Orca. Si sviluppano inoltre metodi di calcolo multiscala applicati al trasporto in sistemi complessi, quali dispositivi organici o inorganici ed ibridi con applicazioni nell’ambito del fotovoltaico, dell’optoelettronica e la bioelettronica.

Keywords: materiali funzionali, proprietà magnetiche, elettriche e ottiche, optoelettronica, fotovoltaico, solare, sintesi, teoria, caratterizzazione chimico-fisica.

ISTITUTI

COMPETENZE

FACILITIES