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Dipartimento di Fisica - Politecnico di Milano

5 - Proprietà elettroniche, ottiche e magnetiche di sistemi a bassa dimensionalità

L’attività di ricerca punta allo studio delle proprietà elettroniche e magnetiche fondamentali dei solidi tramite spettroscopia elettronica e allo sviluppo di nuovi metodi sperimentali in tale campo.

Il lavoro ha come fulcro la progettazione, la costruzione e l’utilizzo  di strumentazione avanzata ed originale, capace di aprire nuove vie nel campo delle spettroscopie basate su radiazione ultravioletta, x o di fasci elettronici (si veda l’elenco delle apparecchiature). Per questo motivo in molti casi gli esperimenti da noi progettati si servono per funzionare delle più moderne sorgenti di radiazione elettromagnetica (sincrotroni, laser a impulsi ultrabrevi). Le apparecchiature, solitamente progettate e costruite presso il nostro Dipartimento, sono poi installate ed utilizzate nei laboratori presso i sincrotroni (AXES e IRRS a ESRF, Francia; SAXES a SLS, Svizzera) o presso il laboratorio ULTRAS dell’INFM/CNR ospitato nei locali del Dipartimento (UPhOS). I laboratori VESI (fotoemissione e fotoemissione inversa di campioni preparati in situ per MBE) e SAM (microscopia elettronica a scansione con capacità di analisi spettroscopica Auger) sono invece installati nei locali del Dipartimento.  L’attività di ricerca si avvale in alcuni casi anche di strumentazione sviluppata da altri gruppi presso i sincrotroni.

I progetti di ricerca in corso hanno come oggetto la caratterizzazione della struttura elettronica e magnetica su scala atomica di materiali dalle caratteristiche potenzialmente interessanti per future applicazioni delle tecnologie elettroniche, quali ossidi magnetici o superconduttori. Questi materiali stimolano inoltre un interesse puramente scientifico a causa delle loro specialissime proprietà, che mettono a dura prova anche i migliori modelli interpretativi.

Ad esempio il progetto "High resolution RIXS" ha come oggetto lo studio di cuprati superconduttori ad alta temperatura critica, film sottili di manganiti ferromagnetiche, ossidi di titanio e di vanadio, di cui si vuole determinare il legame tra la struttura cristallina locale (coordinazione, distanze interatomiche) e la struttura dei livelli energetici elettronici. Il progetto "Hard RIXS" studia anch’esso le eccitazioni elettroniche di sistemi fortemente correlati, con la possibilità di investigare le variazioni di correlazione provocate dalla pressione.

Il progetto "FemtoMagnetism and X-ray Scattering"  punta sull’utilizzo di effetti di dicroismo circolare magnetico in particolari geometrie sperimentali per lo studio a livello atomico della dinamica magnetica nei metalli ferromagnetici. A studi di dinamiche elettroniche e magnetiche è dedicato il progetto di spettroscopia con sorgenti a femtosecondi "Ultrafast Electronic Dynamics in Solids".

 



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