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INIZIO_TESTO_DA_INDICIZZARE

PROGRAMMA DI RICERCA 2006

italiano - english
Programmi di ricerca simili:
Classificazione scientifico-disciplinare
Classificazione brevettuale
  • PHYSICS
    • MEASURING (counting G06M); TESTING
      • INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES (separating components of materials in general B01D, B01J, B03, B07; apparatus fully provided for in a single other subclass, see the relevant subclass e.g. B01L; measuring or testing processes other than immunoassay, involving enzymes or micro-organisms C12M, C12Q; investigation of foundation soil in situ E02D1/00; sensing humidity changes for compensating measurements of other variables or for compensating readings of instruments for variations in humidity, see G01D or the relevant subclass for the variable measured; testing or determining the properties of structures G01M; measuring or investigating electric or magnetic properties of materials G01R; systems or methods in general, using reception or emission of radiowaves or other waves and based on propagation effects, e.g. Doppler effect, propagation time, direction of propagation, G01S; determining sensivity, graininess, or density of photographic materials G03C5/02; testing component parts of nuclear reactors G21C17/00; [N: controlling or regulating non-electric variables G05D; measuring degree of ionisation of ionised gases, i.e. plasma H05H1/00A; testing electrographic developer properties G03G15/08H6])
    • OPTICS (making optical elements or apparatus B24B, B29D11/00, C03, or other appropriate subclasses or classes; materials per se, see the relevant places, e.g. C03B, C03C)
      • DEVICES OR ARRANGEMENTS, THE OPTICAL OPERATION OF WHICH IS MODIFIED BY CHANGING THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIUM OF THE DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF THE INTENSITY, COLOUR, PHASE, POLARISATION OR DIRECTION OF LIGHT, e.g. SWITCHING, GATING, MODULATING OR DEMODULATING; TECHNIQUES OR PROCEDURES FOR THE OPERATION THEREOF; FREQUENCY-CHANGING; NON-LINEAR OPTICS; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS (optical transfer means between sensing member and indicating or recording part in connection with measuring G01D5/26; devices in which mathematical operations are carried out with optical elements G06E3/00 [N: A]; electrical signal transmission systems using optical means to convert the input signal G08C19/36; information-recording by electric or magnetic means and reproducing by sensing optical properties G11B11/00; static stores using optical elements G11C13/04; transmission systems employing electromagnetic waves other than radio waves, e.g. light, infra-red radiation, H04B10/00; optical multiplex systems H04J14/00; pictorial communication, e.g. television H04N)
Classificazione geografica
Bibliografia
[1] D. S. Chemla, J. Zyss, Eds., Nonlinear Optical Properties of Organic Molecules and Crystals, Vol. 1 and 2, Academic Press (1987); P. N. Prasad and D. J. Williams, Introduction to Nonlinear Optical Effects in Molecules and Polymers, J. Wiley & Sons, Inc., New York (1991); S. R. Marder Chem. Commun., 2006, 131–134, and references therein.
[2] L. R. Dalton, A. W. Harper and B. H. Robinson, Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A., 94, 4842 (1997); Y. Shi, C. Zhang, H. Zhang, J. H. Bechtel, L. R. Dalton, B. H. Robinson, W.H. Steier, Science 288, 119 (2000); D. A. Parthenopoulos and P. M. Rentzepis, Science 245, 843 (1989); J. H. Strickler and W. W. Webb, Opt. Lett. 16, 1780 (1991).
[3] W. Denk, J.H. Strickler, W.W. Webb, Science 248, 73 (1990); T. Gura, Science 276, 1988 (1997); G. Cox, Materials Today 5, 34 (2002); D. R. Larson, W.R. Zipfel, R.M. Williams, S.W. Clark, M.P. Bruchez, F.W. Wise, W.W. Webb, Science 300, 1434 (2003); J.E. Ehrlich, X.L. Wu, L.Y. Lee, Z.Y. Hu, H. Rockel, S.R. Marder, J.W. Perry, Opt. Lett. 22, 1843 (1997); R. Signorini, D. Pedron, C. Ferrante, R. Bozio, G. Brusatin, P. Innocenzi, F. Della Negra, M. Maggini, A. Abbotto, L. Beverina, G. Pagani, SPIE Proceed. 4797, 1 (2003); K.D. Belfield, Y. Liu, R.A. Negres, M. Fan, G. Pan, D.J. Hagan, F.E. Hernandez, Chem. Mater. 14, 3663 (2002); P.A. Blanche, B. Kippelen, A. Schulzgen, C. Fuentes-Hernandez, G. Ramos-Ortiz, J.F. Wang, E. Hendrickx, N. Peyghambarian, S.R. Marder, Opt. Lett. 27, 19 (2002); D. Day, M. Gu, A. Smallridge, Opt. Lett. 24, 948 (1999); W. Zhou, S.M. Kuebler, K.L. Braun, T. Yu, J.K. Cammack, C.K. Ober, J.W. Perry, S.R. Marder, Science 296, 1106 (2002); B.H. Cumpston, et al., Nature 398, 51 (1999); Y.N. Konan, R. Gurny, E.J. Allemann, Photochem. Photobiol. B 66, 89 (2002); P.K. Frederiksen, M. Jorgensen, P.R. Ogilby, J. Am. Chem. Soc. 123, 1215 (2001).
[4] J.-M. Lehn PNAS 99, 4763 (2002).
[5] M. Albota, et al., Science, 281, 1653 (1998); [19] M. Ahlheim, et al., Science 271, 335 (1996); S.R. Marder, B. Kippelen, A. K.-Y. Jen, N. Peyghambarian, Nature 388, 845 (1997); [21] J. W. Perry, et al., Science 273, 1533(1996); D. Beljonne et al., Adv. Fun. Materials 12, 631 (2002); A. Abbotto, L. Beverina, R. Bozio, S. Bradamante, C. Ferrante, G.A. Pagani, R. Signorini, Adv. Mater. 12, 1963 (2000); A. Abbotto, L. Beverina, R. Bozio, A. Facchetti, C. Ferrante, G. A. Pagani, D. Pedron, R. Signorini ChemComm 2003, 2144–2145.
[6] S. Yokoyama, T. Nakahama, A. Otomo, S. Mashiko J. Am. Chem. Soc. 122, 3174 (2000); H. Ma, A. K.-Y. Jen Adv. Mater. 13, 1201 (2001).
[7] M. Drobizhev, Y. Stepanenko, Y. Dzenis, A. Karotki, A. Rebane, P. N. Taylor, H.L. Anderson J. Am. Chem. Soc. 126, 15352 (2004).
[8] F. C. Spano, V. Agranovich, S. Mukamel, J. Chem. Phys. 95, 1400 (1991); F.C. Spano, E.S. Manas, J. Chem. Phys. 103, 5939 (1995); S. Tretiak, S. Mukamel, Chem. Rev. 102, 3171 (2002).
[9] J-Aggregates; T. Kobayashi, Ed.; World Scientific: Singapore (1996), and references therein; T.G. Goodson III, Acc. Chem. Res., 38 99 (2005); F.C. De Schryver, T. Vosch, M. Cotlet, M. Van der Auweraer, K. Mullen, J. Hofkens, Acc. Chem. Res. 38, 514 (2005).
[10] A. Painelli, F. Terenziani J. Am. Chem. Soc. 125, 5624(2003); F. Terenziani, A. Painelli Phys. Rev. B 68, 165405 (2003); A. Painelli, F. Terenziani, in Collective and Cooperative Phenomena in Molecular Functional Materials, M. Papadopoulos, J. Leszczynski, A. Sadlej Eds, Spinger, in press.
[11] E. Collini, C. Ferrante, and R. Bozio, J. Phys. Chem. B, 109, 2 (2005).
[12] F. Terenziani, M. Morone, S. Gmouh, M. Blanchard-Desce ChemPhysChem 7, 685 (2006).
[13] Y. Liao, et al., J. Phys. Chem. B 110, 5434 (2006).
[14] K.D. Belfield, M.V. Bondar, F. E. Hernandez, O. V. Przhonska, S. Yao, Chem. Phys. 320, 118 (2006).
[15] H. Kano and T. Kobayashi, J. Chem. Phys., 116, 184 (2002); P.G. Van Patten, A.P. Shreve, R.J. Donohoe, J. Phys. Chem.B, 104, 5986 (2000); F. Sasaki, S. Haraichi, S. Kobayashi, IEEE Journal of Quantum Electronics, 38, 943 (2002); F. Sasaki, S. Haraichi, S. Kobayashi, IEEE Journal on selected areas in communication, 23, 1385 (2005).
[16] E. Collini, C. Ferrante, R. Bozio, A. Lodi, G. Ponterini, J. Mater. Chem., 16, 1573 (2006).
[17] J.D. Joannopoulos, R.D. Meade and J.N. Win, “Photonic Crystal”, Princeton University Press, Princeton, (1995).
[18] A. Mekis, J.C. Chen, I. Kurkland, S. Fan, P.R. Villeneuve, and J.D. Joannopoulos, Phys. Rev. Lett. 77, 3787 (1996); J.H. Holtz, S.A. Asher, Nature 389, 829 (1997); D.A. Mazurenko, et al., Phys. Rev. Lett. 91, 213903 (2003).
[19] O. Painter, R.K. Lee, A. Scherer, A. Yariv, J.D. O’Brien, P. D. Dapkus, I. Kim, Science 284, 1819 (1999);
[20] W. Cao, et al., Appl. Phys. Lett. 85, 360 (2004).
[21] R. Ferrini, J. Martz, L. Zuppiroli, B. Wild, V. Zabelin, L.A. Dunbar, R. Houdré, M. Mulot, S. Anand, Opt. Lett., May (2006), in press.
[22] P.P. Markowicz, H. Tiryaki, H. Pudavar, P.N. Prasad, N.N. Lepeshkin, R.W Boyd, Phys. Rev. Lett. 92, 083903 (2004).
[23] C. López, Adv. Mater. 15, 1679 (2003).
[24] N. Eradat, A.Y. Sivachenko, M.E. Raikh, Z.V. Vardeny, A.A. Zakhidov, R. Baughman, Appl. Phys. Lett. 80, 3491 (2002); P.P. Markowicz, C. Friend, Y. Shen, J. Swiatkiewicz, P.N. Prasad, O. Toader, S. John, R.W Boyd, Optics. Lett. 27, 351 (2002).
[25] E. Palacios-Lidon, J.F. Galisteo-López, B.H. Juarez, C. López, Adv. Mater. 16, 341 (2004). J. F. Galisteo-López, E. Palacios-Lidón, E. Castillo-Martínez, C. López, Phys. Rev. B 68, 115109 (2003). N. Tetreault, A. Mihi, H. Miguez, I. Rodriguez, G.A. Ozin, F. Meseguer, V. Kitaev, Adv. Mater. 17, 1912 (2005)
[26] D.G. Lidzey, D.D.C. Bradley, A. Armitage, S. Walker, M.S. Skolnick, Science 288, 1620 (2000), D. Pisignano, L. Persano, P. Visconti, R. Cingolani, G. Gigli, G. Barbarella, L. Favaretto, Appl. Phys. Lett. 83, 2545 (2003); G. Heliotis, R. Xia, G.A. Turnbull, P. Andrews, W.L. Barnes, I.D.W. Samuel, D.D.C. Bradley, Adv. Funct. Mater. 14, 91 (2004).
[27] J.R. Lawrence, Y. Ying, P.Jiang, S.H. Foulger, Adv. Mater. 18, 300 (2006)
[28] R.C. Polson, A. Chipouline, Z.V. Vardeny, Adv. Mater. 13, 760 (2001). M.N. Shkunov, Z.V. Vardeny, M.C. DeLong, R.C. Polson, A.A. Zakhidov, R.H. Baughman, Adv. Funct. Mater. 12, 21 (2002).
[29] Y. Shen. P.N. Prasad, Appl. Phys. B, 74, 641 (2002); S.I. Bozhevolnyi, V.M. Shalaev, Photonic Spectra, January 2006, 58-72; M-C. Daniel, D. Astruc, Chem. Rev., 104, 293 (2004).
[30] V.M. Agranovich, D.L. Mills (Eds.), Surface Polaritons, North-Holland, Amsterdam (1982); H. Raether, Surface Plasmons, Springer-Verlag, Berlin (1988); A.D. Boardman (Ed.), Electromagnetic Surface Modes, John Wiley & Sons, New York (1982).
[31] G. Boisde, A. Harmer, Chemical and Biochemical Sensing with Optical Fibers and Waveguides, Arthech House, Boston (1996).
[32] K. Lance Kelly, E. Coronado, L.L. Zhao, G.C. Schatz, J. Phys. Chem. B, 107, 668 (2003); C. Burda, X. Chen, R. Narayanan, M.A. El Sayed, Chem. Res., 105, 1025 (2005); V.M. Shalaev, Physics Reports, 272, 61 (1996).
[33] V.M. Shalaev, R. Botet, A.V. Butenko, Phys. Rev. B 48, 6662 (1993).
[34] K.G. Thomas, P.V. Kamat, Acc. Chem. Res., 36, 888 (2003).
[35] J. Bellessa, et al., Phys. Rev. Lett. 93, 36404 (2004); I. Arfaoui et al., J. Phys. Chem. B 110, 7648 (2006).
[36] M.A. Noginov, G. Zhu, V.M. Shalaev, V.P. Drachev, M. Bahoura, J. Adegoke, C. Small, B.A. Ritzo, http://arxiv.org/abs/physics/0601001 (2006)
[37] F. Stellacci, et al., J. Am. Chem. Soc., 125, 328 (2003).
[38] W. Wenseleers, et al., J. Phys. Chem. B, 106 6853 (2002).
Parole Chiave NANOFOTONICA, OTTICA NON-LINEARE, MATERIALI ORGANICI PER FOTONICA, MATERIALI IBRIDI NANOSTRUTTURATI PER FOTONICA, SPETTROSCOPIA E FOTOFISICA, PLASMONICA E NANOPLASMONICA, CRISTALLI FOTONICI, PROGETTAZIONE E DESCRIZIONE DAL BASSO DI
MATERIALI ORGANICI E IBRIDI, INTERAZIONI INTERMOLECOLARI

Cromofori in nanostrutture organiche e ibride: controllo supramolecolare delle proprietà fotoniche

Università degli Studi di Parma
Abstract
Il presente progetto di ricerca vuole coniugare il potenziale applicativo della nanofotonica con la promessa dei materiali molecolari per la fotonica. La nanofotonica descrive la manipolazione di segnali luminosi in sistemi in cui la radiazione, la materia o entrambe sono confinate su scala nanometrica: il confinamento su dimensioni spaziali più piccole della lunghezza d'onda della luce è infatti responsabile di nuovi fenomeni, senza controparte su scala macroscopica. D'altra parte i materiali molecolari mostrano un ampio spettro di proprietà, accordabili grazie alla flessibilità offerta dalla chimica organica, permettendo così di progettare nuove applicazioni ben al di là di quelle rese possibile dai tradizionali materiali inorganici per fotonica. La nanofotonica organica rappresenta un campo di ricerca nuovo, complesso e promettente. All'interno di questo progetto l'esperienza consolidata delle quattro unità di ricerca nel campo della sintesi, caratterizzazione ottica e modellizzazione teorica di materiali molecolari per fotonica verrà combinata con le competenze acquisite più recentemente nel campo di sistemi inorganici nanostrutturati (cristalli fotonici e nanostrutture plasmoniche) in un ambiente attivo e molto promettente per lo sviluppo di materiali ibridi per nanofotonica.

La ricerca sarà rivolta alla sintesi, caratterizzazione spettroscopica e modellizzazione teorica di (1) sistemi organici multicromoforici in cui diverse unit >>>

Coordinatore Scientifico del Programma di Ricerca
Anna Painelli Università degli Studi di PARMA
Obiettivo del Programma di Ricerca
La nanofotonica descrive la manipolazione di segnali luminosi in sistemi in cui la materia e/o la radiazione sono confinate su scala nanometrica. Il confinamento su dimensioni inferiori alla lunghezza d'onda della luce è causa di nuovi fenomeni senza controparte su scala macroscopica, che rendono la nanofotonica un campo di ricerca ancora più interessante e promettente della fotonica stessa. Questo progetto vuole coniugare il potenziale della nanofotonica con quello dei materiali molecolari per fotonica. I materiali organici sono più leggeri e meno costosi dei corrispondenti materiali inorganici, sono flessibili dal punto di vista meccanico e la chimica di sintesi permette di modificarne facilmente le proprietà, aprendo così la strada ad applicazioni diverse da quelle realizzabili con i tradizionali materiali inorganici. Il potenziale della fotonica molecolare è stato dimostrato in varie applicazioni che spaziano dalla nanofabbricazione, alla microscopia tridimensionale in vivo, alla terapia fotodinamica. Il nanoconfinamento di materiali molecolari in aggregati e dendrimeri porta ad eccitazioni collettive che amplificano la non-linearità del materiale. Il confinamento nanoscospico e la nanomanipolazione dei campi elettromagnetici possono essere ottenuti in vari modi. In prossimità di nanoparticelle metalliche i campi elettromagnetici sono amplificati dalle risonanze plasmoniche. La frequenza di risonanza dipende dalla dimensione della nanoparticella e dalla costante >>>

Durata
24 mesi
Base di partenza scientifica nazionale o internazionale
La fotonica descrive come i segnali luminosi possono essere manipolati in opportuni dispositivi e/o materiali. La manipolazione ottica avviene in sistemi che rispondono in modo non-lineare agli stimoli ottici, di qui la ricerca di sistemi a grandi risposte ottiche non-lineari (NLO). I materiali molecolari organici sono promettenti a tale riguardo [1]: sono state dimostrate applicazioni in campi dove sono attualmente in uso materiali inorganici, come in telecomunicazione, o per memorie e/o computer ottici [2]. Interessanti applicazioni fotoniche e in campo biomedico, fra cui segnaliamo la microscopia a due fotoni a scansione laser, la registrazione olografica tridimensionale, l'effetto fotorifrattivo indotto a due fotoni, la limitazione ottica, la microfabbricazione e la terapia fotodinamica, si basano sulle caratteristiche specifiche dell'assorbimento a due fotoni (two photon absorption, TPA) [3]. I materiali molecolari sono in generale più leggeri, flessibili e meno costosi dei corrispondenti materiali inorganici, aggiungendo valore ai dispositivi tradizionali. La sintesi organica permette la precisa progettazione delle proprietà del materiale, mentre la possibilità di ottenere materiali polifunzionali estende ulteriormente le potenzialità dei dispositivi. La sfida non è tanto la riproduzione di applicazioni esistenti, quanto la progettazione di nuovi dispositivi che sfruttino appieno le proprietà specifiche dei materiali molecolari, che non hanno controparte nei >>>