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Il gruppo si occupa delle proprietà elettriche ed ottiche di nano-cristalli semiconduttori, di nanostrutture metalliche e grafene, e di sistemi ibridi che beneficiano delle proprietà vantaggiose di tali materiali. I nanocristalli semiconduttori colloidali possono esser eccellenti emettitori o assorbitori di luce, e le proprietà ottiche, come per esempio la lunghezza d’onda, la direzione e la polarizzazione della luce emessa, possono esser controllate attraverso la dimensione, la forma e la composizione dei nano-cristalli. Tale caratteristica li rende molto interessanti per essere utilizzati come materiale attivo in dispositivi che emettono luce e laser, e in dispositivi fotovoltaici; stiamo studiando nuove applicazioni in prototipi dimostrativi. Inoltre, le nano-strutture metalliche sono ottimi conduttori e possono avere una forte interazione con la luce visibile e infrarossa, grazie alla presenza di elettroni liberi in grado di realizzare oscillazioni plasmoniche - fatto che ha determinato la nascita dell’attuale nanoplasmonica. Anche il grafene ha attratto il nostro interesse come materiale bidimensionale (2D) avente eccezionali proprietà elettriche, plasmoniche e meccaniche. Nel nostro gruppo puntiamo a combinare le proprietà favorevoli di tutti questi materiali con l’obiettivo di individuare sistemi optoelettronici complessi e aprire la strada a nuove architetture da applicare a componenti nel settore dei fotorilevatori, del fotovoltaico, della comunicazione ottica, e e della nanoelettronica. In collaborazione con il Dipartimento di Nanochimica diretto da Liberato Manna stiamo sviluppando nuovi approcci litografici per realizzare film di nano-cristalli il cui funzionamento è basato sul blocco delle reazioni di scambio di cationi attraverso l’esposizione ad un fascio ad alta energia.

Recenti Attività

Le recenti attività di ricerca si suddividono in 4 tematiche:

  • Proprietà ottiche di film basati su nanocristalli colloidali e relative applicazioni per LEDs, guadagno energetico e emissione di luce laser
  • Spettroscopia Raman di superficie
  • Proprietà fotoconduttive di film nanocristallini
  • Metamateriali

Per approfondire le tematiche fare riferimento alla versione in lingua inglese

Copertine delle Riviste

  • Optoelectronics nanoscale
  • Optoelectronics particle
  • Journal1
  • JMatChemC Inside Cover

Laboratori

Abbiamo una probe-station a temperatura ambiente (Karl Suss) ed una in condizioni criogeniche (Janis research) dotate di micromanipolatori, alle quali possono essere accoppiate sorgenti di luce e laser nello spettro da UV/VIS a NIR, per  la caratterizzazione fotoelettrica. Abbiamo posizionatori con movimento piezoelettrico (Imina Mibots) in grado di raggiungere un controllo su scala del nanometro; possono essere usati per testare contatti elettrici accoppiati ad un microscopio ottico o elettronico. Tutti gli strumenti di misura, come i Sourcemeter Keithley 2612, amplificatori lock-in e strumenti per controllo temperatura, sono gestiti attraverso una piattaforma Labview. Il nostro gruppo ha accesso ai laboratori di Nanochimica, ai laboratori di spettroscopia ottica, ed alle camere pulite.

Progetti attivi

  • Coordinnatore del ptogetto H2020-MSCA-RISE COMPASS 691185 (2016-2020)
  • Progetto EU ATTRACT “Tailored metamaterials for Extremely High-Resolution Imaging and Sensing” (TEHRIS) (2019-2020)
  • Progetto bilaterale Italia-Israele “Artificial Intelligence and Data Management for Colloidal Quantum Dot Materials Research” (AI-4-QD)

Collaborazioni

  • Prof. Pingheng Tan, Chinese Academy of Sciences, Institute of Semiconductors
  • Prof. Davide Comoretto, University of Genoa
  • Dr. Alexander Weber-Bargioni, Lawrence Berkeley National Lab, California, USA
  • Prof. P. James Schuck, Columbia University, New York, USA
  • Dr. Cinzia Giannini, IC-CNR, Bari, Italy
  • Prof. Iwan Moreels, University of Ghent, Belgium

Riconoscimenti

Roman Krahne è stato nominato “Professore ospite” presso l'Institute of Semiconductors, Chinese Academy of Sciences

Collegamenti