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PROGRAMMA DI RICERCA 2005
italiano - english
Unità di Ricerca
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- 1 - Progettazione di nuovi materiali nanostrutturati per applicazioni electroniche ed ottiche attraverso la teoria a principi primi e la simulazione
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- 10 - Miglioramento delle prestazioni nanomeccaniche e della funzionalizzazione di superficie di cantilever, per una nuova classe di sensori di massa chimico-specifici
Classificazione scientifico-disciplinare
- Area scientifico disciplinare: Scienze fisiche
Classificazione brevettuale
- ELECTRICITY
- BASIC ELECTRIC ELEMENTS
- SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR (use of semiconductor devices for measuring G01; details of scanning-probe apparatus, in general G12B21/00; resistors in general H01C; magnets, inductors, transformers H01F; capacitors in general H01G; electrolytic devices H01G9/00; batteries, accumulators H01M; waveguides, resonators or lines of the waveguide type H01P; line connectors, current collectors H01R; stimulated emission devices H01S; electromechanical resonators H03H; loudspeakers, microphones, gramophone pick-ups or like acoustic electromechanical transducers H04R; electric light sources in general H05B; printed circuits, hybrid circuits, casings or constructional details of electric apparatus, manufacture of assemblages of electrical components H05K; use of semiconductor devices in circuits having a particular application, see the subclass for the application) [C0103]
- BASIC ELECTRIC ELEMENTS
Classificazione geografica
- Regione: Emilia Romagna
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Parole Chiave
METODI AB-INITIO; SCHEMI COMPUTAZIONALI; PROPRIETÀ STRUTTURALI, ELETTRONICHE ED OTTICHE; EFFETTI A MOLTI CORPI; SISTEMI A BASSA DIMENSIONALITÀ; NANOSTRUTTURE; FILI QUANTICI E PUNTI QUANTICI; STATI ECCITATI; FUNZIONALIZZAZIONEComprensione ab-initio delle proprieta' strutturali, elettroniche, ottiche di sistemi di semiconduttori nanostrutturati e a bassa dimensionalita'
Università degli Studi di Modena e Reggio EmiliaAbstract
Questo progetto si propone di integrare e sviluppare le capacità di ricerca di quattro gruppi con competenze complementari nello studio di processi legati alle proprietà elettroniche e ottiche di sistemi semiconduttori nanostrutturati e a bassa dimensionalità.Tali processi,importanti sia dal punto di vista della scienza di base che da quello delle applicazioni tecnologiche, saranno studiati a livello atomico, sfruttando la potente combinazione tra meccanica quantistica e simulazione computazionale.
La comprensione teorica degli stati elettronici è fondamentale per disegnare nuovi materiali. Molte quantità sperimentali,ottenute nelle moderne spettroscopie non distruttive quali la fotoemissione, la spettroscopia a perdita di energia o gli spettri di assorbimento ottici, come risposta ad una sonda esterna, coinvolgono eccitazioni elettroniche e quindi richiedono una dettagliata conoscenza degli stati elettronici eccitati. E' quindi critico descrivere accuratamente questi ultimi con un approccio teorico valido ed efficiente.
Per raggiungere il nostro scopo noi coordineremo e combineremo le attività di quattro gruppi. Questi ultimi sono, da lungo tempo, attivi in questo campo su linee rilevanti e all'avanguardia, documentate da numerose pubblicazioni di alto profilo. Oltre ad essere tra i gruppi leader nel mondo in questo campo, essi hanno anche dimostrato una grande disponibilità e abilità nel collaborare.
Questo progetto >>>
Coordinatore Scientifico del Programma di Ricerca
Stefano OSSICINI Università degli Studi di MODENA e REGGIO EMILIAObiettivo del Programma di Ricerca
Lo scopo scientifico di questo progetto è il sostanziale miglioramento e sviluppo di un approccio teorico "con comprensione a livello atomico" per la determinazione delle proprietà strutturali, elettroniche e ottiche di sistemi semiconduttori nanostrutturati e a bassa dimensionalità.Per raggiungere tale obiettivo questo programma integrerà e svilupperà le capacità di ricerca di quattro gruppi nel campo della scienza di base di sistemi a dimensione nanometrica e di materiali avanzati. Questi gruppi, in passato, hanno collaborato attivamente e con successo in diversi progetti, come il PRIN Ossicini 1997, il PRIN Ossicini 2002, il progetto CNR MADESS2, il progetto INFM-PRA Ramses 2000 e il progetto INFM-PAIS CELEX 2002. Inoltre i nodi di Roma e Milano fanno già parte di una "rete di eccellenza europea" (NoE) chiamata NANOQUANTA, mentre i nodi di Modena e Napoli sono entrambi attivi nella rete europea Psi-k "Calcoli di struttura elettronica di solidi e superfici"; inoltre Ossicini è il coordinatore europeo del progetto NoE sottomesso "Nanofotonica da Silicio".
Attraverso un'attiva collaborazione e la potente combinazione della teoria quanto-meccanica e delle simulazioni computazionali ci confronteremo con studi sperimentali in nanoscienze e direttamente con processi strutturali, elettronici e ottici tecnologicamente rilevanti. Numerosi codici computazionali avanzati sono disponibili per il progamma di ricerca proposto: accanto ai codici >>>
Durata
24 mesiBase di partenza scientifica nazionale o internazionale
Comprendere e controllare le proprietà dei materiali è cruciale per migliorare le tecnologie su cui si basa la vita moderna. In particolare, l'abilità nel descrivere le eccitazioni elettroniche con metodi ab-initio è di fondamentale importanza per lo studio di nuovi materiali. La teoria è fondamentale, non solo dal punto di vista della ricerca di base, ma anche perché una precisa conoscenza delle eccitazioni elettroniche è decisiva per l'innovazione, la progettazione e fabbricazione di materiali e dispositivi basati su tecnologia nano-dimensionale aventi proprietà adattabili ad applicazioni tecnologiche reali.Sebbene la Teoria del Funzionale Densità (DFT) [1] abbia dimostrato di essere un potente strumento per il calcolo delle proprietà di stato fondamentale, essa è limitata nel fornire una descrizione accurata delle proprietà spettroscopiche. E' noto che la DFT sottostima gli intervalli di energia, e che, solo superando l'approccio a singola particella [2] è possibile avere un buon accordo con i dati sperimentali.
Fig.1 Intervalli di energia sperimentali (tratteggio) confrontati con quelli teorici DFT-LDA (cerchi) e quelli ottenuti col metodo GW (quadrati) [3].
Così la DFT è da considerare come il primo passo verso schemi teorico/computazionali più sofisticati basati sulla teoria perturbativa a molti corpi (MBPT) o, alternativamente, sulla DFT dipendente dal tempo (TDDFT) [4,5]. Questi approcci aprono la >>>




