Gruppo NanoStrutture

Gruppo NanoStrutture (NSG)

Staff

Tiziana Cesca, Chiara Maurizio, Giovanni Mattei, Alessandro Patelli

Borsisti

Ionuț Gabriel Balașa, Boris Kalinic, Niccolò Michieli, Diego Piccotti

Personale tecnico

Carlo Scian

Attività di ricerca

L’attività di ricerca del Gruppo Nano-Strutture (NSG) si svolge nell’ambito delle nanoscienze e delle nanotecnologie legate alle nanostrutture metalliche per applicazioni in plasmonica, nano-fotonica, magnetismo e catalisi.

Combinando competenze di fisica e di scienza dei materiali, il Gruppo NSG studia la materia alla nanoscala utilizzando un approccio che va dalla nanofabbricazione, alla caratterizzazione e alla modellizzazione per lo studio di nanostrutture funzionali innovative. A causa del confinamento quantico le proprietà dei materiali dipendono dalle dimensioni delle nanostrutture, per cui controllandone dimensione, morfologia e grado di ordine si possono ottenere proprietà innovative di interesse non solo per la fisica di base ma anche per le loro molteplici applicazioni tecnologiche.


Tra le aree di ricerca in corso del Gruppo NSG:

Plasmonica

Quando fotoni nel visibile o nel vicino infrarosso interagiscono con nanostrutture metalliche di dimensione, forma e composizione (Au, Ag o loro leghe per esempio) opportunamente disegnate per sfruttare il fenomeno della risonanza di plasma di superficie, si riesce a localizzare l’intensità del campo elettromagnetico in regioni più piccole della lunghezza d’onda della luce (superando il limite di diffrazione) oppure a sfruttare fenomeni peculiari che si attivano alla nanoscala quali la trasmissione ottica straordinaria da array ordinati di nanobuchi di dimensione inferiore alla lunghezza d’onda in un film sottile plasmonico. Tra i temi studiati:
. Nanoantenne plasmoniche
. Proprietà ottiche lineari e nonlineari di nanostrutture metalliche
· Array ordinati 2D di nanostrutture plasmoniche per bio-sensori ottici
· Modellizzazione delle proprietà plasmoniche di nanostrutture isolate o interagenti


Nano-Fotonica

NSG studia la possibilità di controllare l’efficienza di emissione di singoli emettitori quantistici attraverso l’accoppiamento con metamateriali opportunamente disegnati. Tra i temi studiati:
. Interazione emettitore-nanostruttura per il controllo dell’efficienza quantica.
. Processi di trasferimento di energia tra emettitori e nanostrutture plasmoniche
. Metamateriali


Nano-Magnetismo

Alla nanoscala è possibile combinare funzionalità ottiche con quelle magnetiche ottenendo materiali ‘attivi’ le cui proprietà ottiche possono essere controllate con un campo magnetico e viceversa. Tra i temi studiati:
. Nanostrutture bi-metalliche per magneto-plasmonica
. Caratterizzazione magneto-ottica


Nanomateriali per l’energetica

La fotocatalisi è uno dei processi più interessanti per facilitare reazioni chimiche per la possibilità di utilizzare l’energia solare. La capacità delle nanostrutture plasmoniche di concentrare la luce amplificandone localmente l’intensità è di estrema rilevanza in accoppiamento con nanostrutture di ossidi semiconduttori, consentendo di controllare processi di iniezione di portatori attivati dalle risonanze di plasma. Tra i temi studiati:
· Sintesi di nanostrutture ad elevata area superficiale per la fotocatalisi


Nano- e micro-strutturazione di superfici

Il controllo delle proprietà superficiali in termini di idrofobicità, conducibilità, morfologia consente l’utilizzo di tali superfici patternate chimicamente e/o morfologicamente come substrato ‘attivo’ per controllare la dinamica di fluidi o processi più complessi come la crescita cellulare. Tra i temi studiati: 
. Trattamenti in plasma atmosferico per la modifica chimico/morfologica di superfici
. Preparazione di superfici nano- e micro-patternate per la crescita cellulare


Ulteriori informazioni sui componenti del Gruppo NSG e sulla strumentazione disponibile al link: http://materia.dfa.unipd.it/nsg