Spintronica

Il notevole trend di miglioramento delle prestazioni nell’industria elettronica descritto dalla legge di Moore sta oggi incontrando crescenti difficoltà a causa di limitazioni fondamentali nell’attuale approccio di miniaturizzazione. È quindi necessario sviluppare strategie alternative, ad esempio sfruttando un approccio molecolare bottom-up, dispositivi mesoscopici, ulteriori gradi di libertà o la fisica quantistica. In tale quadro, ci si aspetta che lo spin giochi un ruolo cruciale per codificare informazioni sia a livello classico che quantistico. La ricerca condotta a Lecce nel settore della Spintronica riguarda diversi settori, da nanodispositivi basati su molecole o particelle magnetiche a multilayer magnetici ed attività più recenti su sistemi RF per spintronica ibrida. Inoltre, sono studiati anche nuovi materiali (es. multiferroici e ossidi funzionali) e si conducono caratterizzazioni magnetiche e ferroelettriche. Più in dettaglio:

NanoElettronica/Spintronica

Questa ricerca è stata il punto di partenza del gruppo, grazie al progetto europeo SpiDME. Per interconnettere singole componenti su scala nanometrica, utilizziamo litografia elettronica, FIB o un metodo non convenzionale basato su etching e ossidazione selettivi di strutture quantum well AlGaAs/GaAs per la fabbricazione simultanea di vasti array di nanodispositivi. Molecole o nanoparticelle sono tipicamente posizionate nelle nanogiunzioni tramite procedure di immobilizzazione specifica sfruttando appositi gruppi terminali. Gli studi di trasporto di carica e spin sono condotti impiegando magneti superconduttori con campi fino a 10.5T e temperature variabili fino a 10 mK.

Studi di trasporto in array di nanogiunzioni con ibridi nanoparticella-bisferrocene [S. Karmakar et al., Nanoscale 2012, 4, 2311-2316, http://dx.doi.org/10.1039/C2NR11195K].

Nanomagnetismo

Le proprietà magnetiche di materiali e nanoparticelle sono studiate mediante vibrating sample magnetometry e a.c. susceptibility. Oltre all’isteresi, sono tipicamente acquisite curve ZFC ed FC (zero-field cooled e field cooled) per valutare la blocking temperature.

(sinistra) Curve di isteresi magnetica e (destra) curve ZFC ed FC di nanoparticelle di ossido di ferro.
(sinistra) Curve di isteresi magnetica e (destra) curve ZFC ed FC di nanoparticelle di ossido di ferro.

Multilayer magnetici

Strutture multilayer sono alla base dei dispositivi a magnetoresistenza gigante o tunnel. La nostra ricerca si concentra sull’integrazione di nuovi strati funzionali che includono film di nanoparticelle o molecole magnetiche, multiferroici o superconduttori. Dal punto di vista tecnologico, l’obiettivo è conseguire un’elevata magnetoresistenza, che è utile anche per ulteriori applicazioni, ad esempio in biosensoristica.

Giunzioni TMR con super-cristalli di nanoparticelle e loro risposta TMR e magnetica [I. C. Lekshmi et al., ACS Nano 2011, 5, 1731-1738, http://dx.doi.org/10.1021/nn102301y].
Giunzioni TMR con super-cristalli di nanoparticelle e loro risposta TMR e magnetica [I. C. Lekshmi et al., ACS Nano 2011, 5, 1731-1738, http://dx.doi.org/10.1021/nn102301y].

Sistemi RF per spintronica ibrida

Recentemente, abbiamo iniziato ad investigare cavità 3D e dispositivi SAW per la loro integrazione in architetture spintroniche ibride, dove fotoni e fononi sono accoppiati col grado di libertà magnetico.

 

Multiferroici ed ossidi funzionali

In tale attività, investighiamo materiali ad alta k come ossidi di gate in dispositivi logici e memorie, e materiali multiferroici per implementare nuove modalità di operazione in dispositivi spintronici sfruttando l’accoppiamento magnetoelettrico. Caratterizzazioni strutturali, morfologiche e dielettriche sono tipicamente condotte, mentre le proprietà ferroelettriche e multiferroiche sono studiate sia su scala macroscopica (es. con la tecnica PUND) che microscopica mediante PFM, KPFM, MFM.

Caratterizzazione dielettrica di film sottili ad alto k di YCTO [A. G. Monteduro et al., J.Mat.Chem.C 2016, 4, 1080-1087, http://dx.doi.org/10.1039/C5TC03189C].
Caratterizzazione dielettrica di film sottili ad alto k di YCTO [A. G. Monteduro et al., J.Mat.Chem.C 2016, 4, 1080-1087, http://dx.doi.org/10.1039/C5TC03189C].

Facilities & Labs

Lab di Caratterizzazione @ Lecce

NanoFab Lab @ Lecce

People

Giuseppe_MaruccioGiuseppe

Maruccio

Professore Associato

AnnaGrazia_MonteduroAnna Grazia

Monteduro

PostDoc Associato

SilviaRizzatoSilvia

Rizzato

Studente PhD Associato

angeloLeoAngelo

Leo

Studente PhD Associato

Publications

  1. A. G. Monteduro, Z. Ameer, M. Martino, A. P. Caricato, V. Tasco, I. C. Lekshmi, R. Rinaldi, A. Hazarika, D. Choudhury, D. D. Sarma and G. Maruccio, Dielectric investigation of high-k yttrium copper titanate thin films, Journal of Materials Chemistry C 2016, Vol., p., issn.  2050-7526, Doi: 10.1039/C5TC03189C.
  2. A. G. Monteduro, Z. Ameer, S. Rizzato, M. Martino, A. P. Caricato, V. Tasco, I. C. Lekshmi, A. Hazarika, D. Choudhury, D. D. Sarma and G. Maruccio, Investigation of high- k yttrium copper titanate thin films as alternative gate dielectrics, Journal of Physics D: Applied Physics 2016, Vol.   49, p.  405303, issn.  0022-3727, Doi: 10.1088/0022-3727/49/40/405303
  3. A. Colombelli, M. G. Manera, R. Rella, S. Rizzato, E. Primiceri, A. G. Monteduro and G. Maruccio, Colloidal lithography fabrication of tunable plasmonic nanostructures, IET Conference Publications2015, Vol.   2015, p., issn., Doi: 10.1049/cp.2015.0148.Other Selected Publications
  4. of Advanced Materials 2013, Vol.   5, p.  2015-2020, issn.  1947-2935, Doi:  10.1166/sam.2013.1702.

Patents

Maruccio, E. Primiceri, P. Marzo, V. Arima, R. Krahne, T. Pellegrino, A. Della Torre, F. Calabi, R. Cingolani, R. Rinaldi, Electrical transduction method and device for the detection of biorecognition events in biomolecular interaction processes for genome/proteome analysis, Italian patent number TO2007A000341 (15-5-2007), International Publication number WO 2008/139421 (20-11-2008).

Project

  1. MADIA: Magnetic Diagnostic Assay for neurodegenerative diseases, UE-H2020-ICT, Work programme topic addressed: ICT-03-2016 “SSI – Smart System Integration” (2017-2020).
  2. MEMO: Imaging MEtallorganic MOlecules: Scanning tunneling spectroscopy and many-body theory, MIUR-PRIN Project (2014-2016)
  3. MolArNet: Molecular Architectures for QCA-inspired  Boolean Networks, FP7-ICT-CP, Grant No. 318516, (2012-2016) Partners: Alma Mater Studiorum-Università di Bologna, Université de Strasbourg, Technische Universitaet Dresden, Trinity College Dublin – School Of Physics, Stmicroelectronics Srl.
  4. Molecular nanomagnets on metallic and magnetic surfaces for applications in molecular spintronics MIUR-FIRB Project (2011-2014)
  5. Spintronic devices for mass-scale electronic: MAE-India, High-relevance project for scientific and technological co-operation between Italy and India (2008-2010).
  6. SpiDME: Spintronic Devices for Molecular Electronics, UE-FP6-NEST-STREP Grant Agreement No. 029002, (2006-2010)  Partners:  University of Hamburg – Institute for Applied Physics; University of Nijmegen – Institute for Molecules and Materials; Trinity College Dublin – School of Physics.

Latest News

ICONS - A Symposium on Colloidal Nanocrystals

10-11 ottobre 2019

 

Cnr Nanotec Lecce

 

Il simposio è interamente dedicato ai nanocristalli colloidali di semiconduttori inorganici (meglio conosciuti come quantum dots) annoverabili fra i più importanti e studiati materiali nel campo delle nanotecnologie. L’evento vedrà la partecipazione di rinomati scienziati nel campo, presentare e discutere sui fondamenti di quest’importante classe di materiali e sulle loro prospettive. Il programma si dipanerà in due mezze giornate con quattro lezioni ciascuna su: sintesi, caratterizzazione, proprietà ed applicazioni dei nanocristalli colloidali. Il programma dettagliato sarà disponibile a breve.

L'evento, la cui registrazione è obbligatoria e gratuita, è aperto a chiunque sia interessato all’argomento. I partecipanti potranno inoltre presentare il proprio lavoro in una sessione poster dedicata. L'indirizzo a cui registrarsi ed eventualmente sottomettere gli abstracts dei lavori in formato poster è:  carlo.giansante@nanotec.cnr.it L’evento è co-organizzato dall’Istituto di Nanotecnologia del Consiglio Nazionale delle Ricerche e dall’Istituto Italiano di Tecnologia.

DIAGNOSTICS OF BRAIN DISEASES VIA STEM CELLS

 01 luglio 2019 - ore 14:15

 

Cnr Nanotec Lecce

 

Realizzato nell'ambito delle attività del progetto "TecnoMed Puglia - Tecnopolo per la medicina di precisione", il meeting è dedicato allo studio delle malattie neurodegenerative: dai nuovi biomarcatori alle piu recenti modellizzazioni, per una migliore comprensione dei meccanismi di base e quindi per lo sviluppo di terapie sempre più ritagliate sul singolo paziente.

EIT RawMaterials Roadshow

21 giugno 2019 ore 09:00 – 15:00

   

Lecce, Aula Fermi Edificio Aldo Romano, Campus Ekotecne, Via Lecce-Monteroni

   

Farà tappa a Lecce il prossimo 21 giugno, presso l’Aula Fermi dell’edificio IBIL all’interno del Campus Ecotekne, l’EIT RawMaterials, la piattaforma per il sostegno all’innovazione finanziata dall’Istituto Europeo di Innovazione e Tecnologia (EIT).

   

L’EIT ha creato le cosiddette KIC – Knowledge Innovation Community, comunità che mirano alla promozione dell’innovazione e della formazione in Europa in settori cruciali, sostenendo l’imprenditorialità e favorendo il passaggio di nuove idee dalla fase di incubazione al mercato.

 

La EIT RawMaterials si impegna ad affrontare la sfida globale dell’approvvigionamento delle materie prime in Europa attraverso programmi e progetti che mirano allo sviluppo di tecnologia nell’intera catena di valore delle materie prime: dall’esplorazione delle risorse, all’industria mineraria, dai processi metallurgici alla sostituzione delle materie prime critiche o tossiche, dal riciclo dei materiali dei prodotti a fine vita sino alla progettazione di prodotti per l’economia circolare. Nell’ambito dei programmi di sviluppo a livello regionale, la EIT RawMaterials ha creato un Hub nella Regione Puglia coordinato da ENEA, al fine di incrementare il coinvolgimento degli ecosistemi locali nelle attività della KIC e del suo partenariato.

 

Il MedinHub avrà inoltre l’obiettivo di raggiungere nuove organizzazioni e promuovere la partecipazione delle industrie e delle PMI più innovative, nonché il coinvolgimento delle prestigiose università e centri di ricerca dell’area.

 

Link per la registrazione:

https://www.lyyti.in/EIT_RawMaterials_Roadshow__Lecce_9500