Tematiche di ricerca

• Superconduttività, magnetismo, materiali multiferroici
• Sintesi e caratterizzazioni di materiali metastabili ad alta correlazione elettronica in condizioni di alta pressione (piston-cylinder, multi-anvil, hydrothermal)
• Sistemi modello per lo studio dei meccanismi di ordinamento (carica, orbitale, spin)
• Correlazione struttura-proprietà

Sviluppo di metodologie diagnostiche di tipo analitico, di immagine, litografiche e di manipolazione per lo studio su scala nanometrica delle proprietà strutturali, ottiche, di trasporto, magnetiche e chimiche di materiali per applicazioni nel campo delle nanoscienze

• Materiali ibridi organico-inorganici nanostrutturati: preparazione, studio e funzionalizzazione. Ottimizzazione delle proprietà funzionali attraverso la realizzazione e la caratterizzazione di prototipi di dispositivi di test
• Crescita di strutture nanometriche auto-organizzate monodimensionali per applicazioni (bio-) sensoristiche, fotovoltaiche, optoelettroniche, nano-elettroniche: nanostrutture di ossidi metallici, nanofili di carburo di silicio. Caratterizzazione morfologica, chimica, strutturale, magnetica, ottica ed elettrica
• Materiali nanostrutturati a base di carbonio: nanotubi, fullereni e grafeni

• Dispositivi ottenuti mediante crescita epitassiale e tecniche di deposizione di films sottili: crescita epitassiale di strutture a base di germanio cristallino per generatori termofotovoltaici e per celle fotovoltaiche a giunzione multipla ad alta efficienza. Crescita mediante tecnica di deposizione a fasci di elettroni pulsati di dispositivi a film sottile basati su CuGaInSe. Sviluppo di tecniche basate su fotoluminescenza e microscopia elettronica per la misura dell'efficienza quantica, dei tempi di vita dei portatori e della velocità di ricombinazione superficiale
• Tecnologie fotovoltaiche nel campo della microgenerazione distribuita
• Celle solari sensibilizzate a coloranti (dye-sensitized solar cells, DSSC): tecniche di deposizione di semiconduttori ceramici nanostrutturati su substrati rigidi e flessibili; nuovi materiali nanostrutturati per anodi, elettroliti e catodi; sistemi di sealing

• Crescita e caratterizzazione delle proprietà ottiche, elettriche e fotoconduttive
• Studio delle proprietà dei contatti elettrici
• Preparazione e caratterizzazione di dispositivi prototipi, in particolare per la rivelazione di raggi X

• Deposizione epitassiale (MOVPE) di ossidi semiconduttori (epsilon-Ga2O3) e metodi di drogaggio (tipo n)
• Studio dei contatti elettrici in ossidi semiconduttori (epsilon-Ga2O3) as-grown e intenzionalmente drogati
• Studio delle proprietà ottiche, elettriche e di trasporto in ossidi semiconduttori as-grown e intenzionalmente drogati (epsilon-Ga2O3 tipo-n)
• Studio di film sottili di 4H-SiC, drogati per impiantazione ionica con conducibilità di tipo p ed n, e dispositivi a giunzione
• Semiconduttori a coordinazione tetraedrica per applicazioni fotovoltaiche

• Design e sintesi di materiali polimerici reversibili la cui formazione/frammentazione sia attivabile via self-assembly bimodale di tipo coordinativo (o H-bonding) e via interazioni host-guest
• Studio di proprietà autoriparanti di tali composti e della possibilità di ottenere materiali auxettici, ovvero materiali che presentano la proprietà di espandersi lateralmente sotto stiramento longitudinale (rapporto di Poisson negativo)

• Sensori integrati di cavitandi chimossalinici/MOS su wafers di Si per il monitoraggio ambientale del benzene
• Sensori fluorescenti a riconoscimento molecolare per la rilevazione selettiva di alcoli in miscele complesse
• Molecular printboards di cavitandi fosfonati su Si per la rilevazione di proteine

• Progettazione, sintesi
• studio delle proprietà come catalizzatori per processi sintetici eco-compatibili o quali dispositivi supramolecolari per applicazioni nelle nanoscienze e nano(bio)tecnologie

• Fenomeni di bistabilità e multistabilità in materiali molecolari: analisi spettroscopica e modellizzazione di sistemi molecolari a trasferimento di carica intra e/o intermolecolare. Interazione elettrone-vibrazione come sorgente di multistabilità. Transizioni di fase, coesistenza di fasi, domini, metastabilità. Transizioni di fase fotoindotte
• Materiali molecolari per applicazioni in fotonica ed elettronica. Caratterizzazione spettroscopica e modellizzazione di materiali molecolari funzionali. Interazioni supramolecolari e di intorno. Fenomeni cooperativi e collettivi
• Spettroscopia ottica elettronica (assorbimento e fluorescenza) e vibrazionale (micro)IR e micro-Raman anche a bassa temperatura o in cella ad incudine di diamante

Progettazione, sintesi e caratterizzazione di polveri e processi per la produzione di bioceramica e materiali compositi per le seguenti applicazioni: impianti per rigenerazione di ossa, vascolare e di organi molli; ceramiche per protesi; materiali nanocompositi ibridi per la rigenerazione di regioni anatomiche multifunzionali; sistemi per il drug delivery; trasformazioni biomorfe; cementi ossei, applicazioni antibatteriche

• Progettazione e ottimizzazione di processi per celle a combustibile ad ossido solido (SOFC) e solid oxide electrolyzer cells (SOEC)
• Materiali e membrane di alta temperatura per la cattura del carbonio e la separazione di gas (O2, CO2 e H2)
• Sistemi piezoelettrici e multiferroici per l'immagazzinamento e il rilevamento dell'energia
• Assorbitori solari ultrarefrattari per impianti CSP.

• Strutture, film e superfici con proprietà funzionali: porosità multiscala controllata, superidrofobicità, anticongelamento, anti incrostazione, antibatteriche, autopulenti, foto-catalitiche, etc.
• Nanosicurezza: nanostrumenti per la sicurezza e biocatalitici.
• Progettazione, sintesi e caratterizzazione di ceramiche strutturali (polveri, monoliti, composite, fibrorinforzate, ...) per applicazioni meccaniche (anti-usura, utensili da taglio, protezioni balistiche), applicazioni ad ultra alta temperatura e in ambiente estremo (sistemi di protezione termica, ceramiche anti-corrosione e resistenti all'ablazione).
• Ceramiche trasparenti per laser a stato solido, finestre per la spettroscopia e sensori IR, tecnologia di armatura trasparente
• Ceramiche geopolimeriche e chimicamente legate quali filtri, supporti catalitici, scambiatori di calore, pannelli isolanti, e per la valorizzazione dei rifiuti
• Pigmenti ceramici e decorazione digitale
• Processo tecnologico e processo tecnico, materie prime e riciclaggio dei rifiuti
• Archeometria, diagnostica e conservazione: materiali e tecniche innovative