Transcript CURRICULUM VITAE et STUDIORUM

CURRICULUM VITAE et STUDIORUM
DATI PERSONALI
Nome e Cognome:
Data di nascita:
Luogo di nascita:
Nazionalità:
Residenza:
Telefono
E-mail:
PEC:
Roberta Ciprian
29/12/1979
Desenzano del Garda (BS)
Italiana
via Sartori 28
43126 Parma
340 2926866
[email protected]
[email protected]
ATTUALE INDIRIZZO LAVORATIVO:
Istituto Officina dei Materiali IOM – CNR
Elettra Synchrotron Light Source
APE beamline
Area Science Park
ss. 14 Km 163,5
34149 Basovizza (TS)
e-mail: [email protected]
TITOLI DI STUDIO
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23/02/2009: Dottorato di Ricerca in Fisica presso il Dipartimento di Fisica dell’Università di Parma
Titolo della Tesi: “L10-Ordered Systems and Exchange-spring Magnets with Perpendicular Anisotropy”; sotto la
supervisione del Prof. M. Carbucicchio
24/11/2004: Laurea in Fisica, Indirizzo: Stato Solido presso il Dipartimento di Fisica dell’Università di Parma.
Titolo della Tesi: “Studio di strutture exchange-spring Fe-Pt/Fe”, svolta presso l’IMEM-CNR di Parma sotto la
supervisione del Dr. G. Turilli
1998: Diploma di Maturità Scientifica, presso il Liceo Scientifico E. Fermi di Villafranca (VR)
ESPERIENZE LAVORATIVE
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01/04/2013 – 31/03/2014: IOM-CNR, Sincrotrone di Trieste, Basovizza, Trieste, Italia
Protocollo n° 0001012; Data: 15/03/2013
Assegno di Ricerca Senior da svolgersi presso l’Istituto Officina dei Materiali (IOM) del CNR nell’ambito del
progetto di Ricerca Europeo UltraSPIN (Ultrafast Spectroscopy with spin polarization) sul tema: “Crescita mediante
MBE di film sottili magnetici ed interfacce ferromagnete/ossido per applicazione nella spintronica e
caratterizzazione di proprietà elettroniche e magnetiche mediante spettroscopia”.
Principali attività:
Sviluppo ed ottimizzazione di un sistema UHV per crescita di film sottili mediante MBE e misure di
polarizzazione di spin mediante detector Mott in modalità statica e dinamica
Progettazione e sviluppo di un sistema MOKE in UHV, sviluppo software acquisizione dati
Assistenza utenti
Misure di dinamica di spin ultrafast con sorgente laser al femtosecondo (TR-MOKE) e generazione di armoniche
di alto ordine (HHG)
Argomenti di ricerca: semiconduttori e ossidi dopati magneticamente, Effetto Rashba, film sottili magnetic shape
memory, correnti di spin superdiffusive.
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19/03/2012 – 31/03/2013: Turbocoating s.p.a., Fornovo, Parma, Italia
Contratto a tempo determinato stipulato con la società Turbocoating s.p.a. di Rubbiano di Solignano, Fornovo,
Parma. Occupazione: tecnico di laboratorio in ambito controllo qualità.
Principali attività:
Misure mediante microscopia ottica di coating protettivi per pale di turbine a gas.
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01/08/2011-29/02/2012: MDM-IMM-CNR, Agrate Brianza. Monza Brianza, Italia
Protocollo n° 0002869; Data: 30/06/2011
Assegno di Ricerca da svolgersi presso l’Istituto per la Microelettronica e Microsistemi del CNR di Agrate Brianza
nell’ambito del progetto di ricerca OSEA sul tema “Crescita e caratterizzazione di ossidi per applicazioni di
elettronica di spin”.
Principali attività:
Sviluppo di film sottili di ossidi con alto K dopati magneticamente mediante tecniche chimiche (atomic layer
deposition ALD) facilmente scalabili a livello industriale.
Caratterizzazione mediante diffrazione e riflettività di raggi X
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01/04/2010-31/07/2011: Laboratorio Superfici, Dipartimento di Fisica, Università di Parma, Italia
Co.Co.Co. stipulato con la Società Solar System Equipment srl da svolgersi presso il Laboratorio Superfici del
Dipartimento di Fisica dell’Università di Parma
“Studio microstrutturale e microanalitico di materiali CIGS atti allo sviluppo di celle fotovoltaiche di alta efficienza
di conversione e basso costo.”
Principali attività:
Caratterizzazione microstrutturale, morfologica e composizionale di film sottili Cu-In-Ga-Se (CIGS) atti allo
sviluppo di celle fotovoltaiche mediante AFM, SEM e spettroscopia Auger in depth profiling.
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01/01/2009-01/04/2010: Collaborazione presso il Laboratorio Superfici del Dipartimento di Fisica, Università di
Parma.
01/01/2006-21/02/2009: Dottorato di Ricerca in Fisica presso il Dipartimento di Fisica dell’Università di Parma.
Principali attività:
Crescita di film sottili e multistrati magnetici per la registrazione magnetica: sistemi con anisotropia
perpendicolare, sistemi exchange-spring ed exchange-bias
Sviluppo di coating prottettivi per materiali strutturali mediante CVD, hot-dipping e processi termochimici.
Sviluppo ed ottimizzazione di un sistema per magnetometria Kerr vettoriale.
Sviluppo di software per la compressione di immagini spettrali, acquisizione e post-processamento dei dati.
Caratterizzazione ed ottimizzazione di film sottili con proprietà fotovoltaiche.
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2004 – 2011: R.I.S. di Parma
Partecipazione al programma di ricerca e collaborazione con la Sezione di Chimica del R.I.S. (Raggruppamento
Indagini Scientifiche) di Parma.
Principali attività:
Ottimizzazione e standardizzazione delle metodiche di misura microspettrofotometriche.
Misure di microspettrofotometria UV-Vis-NIR, Spettroscopia FT-IR and Raman di diversi materiali quali
polimeri, fibre, inchiostri e benzine.
Sviluppo software di analisi multivariata (PCA) di dati chemometrici e spettroscopici.
Modifica della geometria di misura di un microspettrofotometro UV-Vis.
Creazione di database per applicazioni merceologiche.
ATTIVITÀ DIDATTICHE:
- 2006-2011: “Cultore della Materia” per la Fisica della Materia (S.S.D. FIS/03)
Assistente nei corsi accademici per la Laurea magistrale in Fisica e Scienze e conservazione dei beni culturali:
“Introduzione alla Fisica della Materia”
“Laboratorio di Spettroscopie”
“Tecniche Nucleari”
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COMPETENZE SCIENTIFICHE:
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Dilute-magnetic oxides and semiconductors [Pubbl. 1-2, 4-5, 7]
Studio dei fenomeni d’interfaccia e della loro influenza sulle proprietà magnetiche ed elettroniche di sistemi
exchange-spring ed exchange-bias [Pubbl. 3, 6,8,10,12-18,20,23,27,28]
Fenomeni di superficie: Effetto Rashba
Processi di smagnetizzazione ultraveloce e correnti superdiffusive di spin
Sistemi fotovoltaici basati su film sottili policristallini CIGS
Coatings protettivi per materiali strutturali [Pubbl. 19,21-22, 24-26]
Compressione di immagini spettrali [Publ. 9,11]
COMPETENZE TECNICHE:
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Crescita di film sottili e multistrati mediante
- Molecular beam epitaxy (MBE) – equipped with e-guns
- Radiofrequency Sputtering
- Atomic Layer Deposition (ALD)
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Tecniche di caratterizzazione
- Magneto-optical Kerr effect magnetometry (MOKE)
- Surface Mössbauer Spectroscopy (CXMS, CEMS, DCEMS)
- Reflection High Energy Diffraction (RHEED)
- Atomic, Magnetic and Tunnelling Force Microscopy
(AFM, MFM, STM)
- Fourier Trasformed IR Microspectroscopy (FTIR)
- X-ray absorption Spectroscopy (XAS)
- X-ray Photoelectron Spectroscopy (XPS)
- High Harmonic Generation for time resolved
experiments (HHG-TR-MOKE)
- Uv-Vis Microspectrophotometry (Uv-Vis)
- Raman Microspectroscopy
- X-ray Diffraction (XRD)
- Scanning Electron Microscopy (SEM)
- Alternating Gradient Force Magnetometry (AGFM)
- X-Ray Reflectivity (XRR)
- Spectroscopic Elipsometry (SE)
- X-ray Magnetic Circular Dichroism (XMCD)
- Angle-Resolved Photoemission Spectroscopy
(ARPES)
- Auger Electron Spectroscopy (AES)
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Installazione e messa a punto di una stazione sperimentale per misure di dinamica di spin ultraveloce
Progettazione e installazione di un sistema UHV costituito da due camere interconnesse. La prima dedicata alla
preparazione e crescita di campioni equipaggiata con 3 cannoni elettronici, LEED, MOKE, MCD, sputtering,
heating stage. La seconda dedicata all’analisi campioni equipaggiata con Mott detector per misure di polarizzazione
di spin in statica e dinamica, laser al femtosecondo, rivelatore TOF, manipolatore dotato di tre sample environments
per il sample heating (up to 2000°C) and cooling (down to 20K).
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Progettazione, installazione e messa a punto di un magnetometro ad effetto Kerr vettoriale.
Sviluppo di un software per l’acquisizione dati che permettesse la misura di: cicli d’isteresi, curva di prima
magnetizzazione, minor loops, curve di rimanenza dcd ed irm
Sviluppo di un software per l’analisi dei dati magnetometrici e procedure di fitting.
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Ottimizzazione delle condizioni di misura e del set-up strumentale di microscopia UV-Vis.
Il lavoro ha riguardato la messa a punto di un sistema microspettrofotometrico al fine di permettere la misura
spettroscopica in geometria 45/0 (incidenza della luce a 45° e rivelazione perpendicolare) e lo sviluppo di una
metodica di misura ripetibile di campioni di vario genere (cartacei, tessili, organici, opachi e lucidi). Ottimizzata la
metodica si è sviluppato un software che permettesse (i) di effettuare l’analisi dati su base sia spettroscopica che
colorimetrica in modo oggettivo e (ii) di valutare la differenza di colore tra il campione in esame ed uno standard.
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PARTECIPAZIONE A SCUOLE INTERNAZIONALI
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2-15/07/2006: “Nato-Asi School 2006: Magnetic Nanostructures for Micro-Electromechanical Systems and
Spintronic Applications”
ABILITÀ E COMPETENZE INFORMATICHE
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Sviluppo di software per l’acquisizione dati e il controllo di apparati strumentali
Sviluppo di software per analisi dati multivariata: PCA, Cluster Analysis
Sviluppo di software per la compressione di immagini spettrali
Sviluppo di siti Web statici e dinamici nei linguaggi HTML, PHP, MySQL, Java, Perl
Programmazione mediante: Matlab, Mathematica, Visual-Basic, Java, Perl, Microsoft Visual Studio
Postprocessing di dati mediante: Origin e Igor
COMPETENZE LINGUISTICHE:
Madrelingua:
Italiano
Altre:
Inglese (Buono)
Francese (Scolastico)
RISULTATI SCIENTIFICI:
Co-autrice di 28 articoli su riviste internazionali peer-reviewed (di cui 7 come primo autore).
Contributi orali (5) e poster (8) a numerose conferenze internazionali e nazionali.
Reviewer per 7 riviste internazionali.
REVIEWER PER LE RIVISTE:
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Applied Physics Letters
Journal of Applied Physics
Journal of Physics: Condensed Matter
Optica Applicata
Journal of Physics: Conference Series
IEEE Transactions on Magnetics
Journal of Magnetics
PUBBLICAZIONI SU RIVISTE INTERNAZIONALI CON REFEREE
[1] Q. Shao, P. S. Ku, X. L. Wang, W. F. Cheng, J. A. Zapien, C. W. Leung, F. Borgatti, A. Gambardella, V. Dediu,
R. Ciprian, and A. Ruotolo: “Chemical states and ferromagnetism in heavily Mn-substituted Zinc Oxide thin
films” submitted to J. Appl. Phys. (2014).
[2] A.Debernardi, D.Sangalli, A. Lamperti, E.Cianci, P.Lupo, F.Casoli, F.Albertini, L. Nasi, R.Ciprian and P. Torelli:
“Electronic and magnetic properties of iron doped zirconia: theory and experiment”, J. Appl. Phys. 115, 17D718,
2014.
[3] M. Carbucicchio, R. Ciprian and L. Nasi: “Effects of the elemental layer thickness on the properties of Fe/Co
grown at 200°C”, Thin Solid Films 543, 171-176, 2013.
[4] D. Sangalli, E. Cianci, A. Lamperti, R. Ciprian, F. Albertini, F. Casoli, P. Lupo, L. Nasi, M. Campanini, A.
Debernardi: “Exploiting magnetic properties of Fe doped in zirconia”, Eur. Phys. J. B 86, 211 2013.
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[5] A. Lamperti, E. Cianci, R. Ciprian, D. Sangalli, A. Debernardi, “Stabilization of tetragonal/cubic phase in Fe
doped Zirconia grown by atomic layer deposition”, Thin Solid Films 533, 83-87, 2013.
[6] M. Carbucicchio and R. Ciprian: “Industrial application of the Mössbauer spectroscopy”, Hyper. Interact. 217, 915, 2013.
[7] Davide Sangalli, Alessio Lamperti, Elena Cianci, Roberta Ciprian, Michele Perego and Alberto Debernardi: “The
role of oxygen vacancies on structural and electrical properties of iron doped zirconia”, Physical Review B 87,
085206, 2013.
[8] M. Carbucicchio and R. Ciprian: “Influence of the phenomena occurring at the soft/hard interface on the coercivity
behavior in exchange-spring magnets”, Solid State Communications 152, 189-193 (2012).
[9] R. Ciprian and M. Carbucicchio: “Colorimetric-Spectral Clustering: a tool for multispectral image compression”,
J. Opt. 13, 115402 (9pp) (2011).
[10] R. Ciprian and M. Carbucicchio: “Spontaneous exchange-bias in Fe/Mn thin multilayers”, Solid State
Communications 151, 924-927 (2011).
[11] R. Ciprian and M. Carbucicchio: “Near-lossless compression methods for spectral images”, Color Res. Appl. 36,
306-312 (2011).
[12] M. Carbucicchio, R. Ciprian and L. Nasi: “Effects of deposition temperature and elemental layer thickness on the
properties of Fe/Co multilayers grown by molecular beam epitaxy”, J. Phys. D: Appl. Phys. 43, 405001 (7pp)
(2010).
[13] R. Ciprian, M. Carbucicchio, and G. Palombarini: “Interface phenomena and magnetic properties of Fe/Cr
multilayers”, IEEE Trans. Magn. 46, 432-435 (2010).
[14] M. Carbucicchio and R. Ciprian: “Morphological, magnetic and microstructural study of Fe/Co multilayers grown
at different temperatures”, IEEE Trans. Magn. 46, 397-400 (2010).
[15] M. Carbucicchio, R. Ciprian, G. Palombarini: “Morphological and microstructural study of L10-ordered FePt and
L10-FePt/Fe ultrathin films grown by UHV e-beam evaporation technique”, J. Magn. Magn. Mater. 322 1307–
1310 (2010).
[16] R. Ciprian and M. Carbucicchio: “Magnetic anisotropy and exchange interactions in Fe/Co multilayers grown on
different substrates”, J. Phys.: Conf. Ser. 200, 072018 (4pp) (2010).
[17] M. Carbucicchio and R. Ciprian: “Highly coercive L10-FePd thin films grown on MgO single crystal substrates”,
J. Phys.: Conf. Ser. 200, 072016 (4pp) (2010).
[18] M Carbucicchio and R Ciprian: “On the exchange coupling interaction between Fe and L10-ordered FePd thin
films”, J. Phys.: Conf. Ser. 217, 012111 (2010).
[19] M. Carbucicchio, R. Ciprian, L. Micele, G. Palombarini: “Phase composition and morphology as a function of
depth for boride coatings grown on Fe-Ni alloys”, J. Phys.: Conf. Ser. 217, 012080 (2010).
[20] R. Ciprian, M. Carbucicchio, G. Turilli: “Exchange-spring magnets based on L10-FePt ordered phase”, Hyper.
Interact. 191, 33–40 (2009).
[21] R. Ciprian, G. Palombarini, M. Carbucicchio, G. Sambogna: “Formation and characterization of boride coatings
thermochemically grown on the Fe64Ni36 alloy”, Hyper. Interact. 192, 43-49 (2009).
[22] M. Carbucicchio, G. Palombarini, R. Ciprian, S. Tosto, M. Rateo, G. Sambogna: “Interfacial microstructure and
properties of dissimilar steels joined by high energy beam melting processes”, Hyper. Interact. 191, 143-150
(2009).
[23] M. Carbucicchio, R. Ciprian, G. Palombarini: “On the phenomena occurring at the interface between iron and
iron–platinum thin films”, Hyper. Interact. 185, 1-7 (2008).
[24] G. Sambogna, G. Palombarini, M. Carbucicchio, R. Ciprian: “Borosiliciding of Fe-Ni alloys and evaluation of
their resistance to abrasive wear”, Hyper. Interact. 187, 131-136 (2008)
[25] G. Palombarini, A. Casagrande, M. Carbucicchio, R. Ciprian: “Protection against corrosion of iron alloys by
aluminized coatings produced using two different processes”, Hyper. Interact. 187, 125-130 (2008).
[26] M. Carbucicchio, R. Ciprian, F. Ospitali, G. Palombarini: “Morphology and phase composition of corrosion
products formed at the zinc–iron interface of a galvanized steel”, Corros. Sci. 50, 2605-2613 (2008).
[27] F. Casoli, F. Albertini, L. Pareti, S. Fabbrici, L. Nasi, C. Bocchi, R. Ciprian: “Growth and characterization of
epitaxial FePt films”, IEEE Trans. Magn. 41, 3223-3225, 2005.
[28] F. Casoli, F. Albertini, S. Fabbrici, C. Bocchi, L. Nasi, R. Ciprian, L. Pareti: “Exchange-coupled FePt/Fe bilayers
with perpendicular magnetization”, IEEE Trans. Magn. 41, 3877-3879, 2005.
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PROCCEDINGS DI CONFERENZE INTERNAZIONALI
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E. Campioli, R. Ciprian, L. Bosio, A. Gregori, L. Garofano: “An evaluation of the fibre finder Q550fifi
measurement parameters in relation to spectrophotometric analysis”, Proceedings of the 13th European Fibres
Group Meetings 8th -10th June 2005, Slovenia, Bled (ENFSI: European Network of Forensic Science Institutes)
COMUNICAZIONI A CONFERENZE INTERNAZIONALI E NAZIONALI
Oral Contributions
R. Ciprian and M. Carbucicchio: “Magnetic and structural properties of FePd thin films induced by the annealing
temperature”, International Conference on Nanostructures Self Assembly (NANOSEA 2012), Cagliari, Italy,
Giugno 25 – 29, 2012.
R. Ciprian, M. Carbucicchio and G. Palombarini “Evolution of the magnetic and structural properties induced by
the annealing temperature in FePd thin films epitaxially grown onto MgO single-crystal substrates”, 4th Seeheim
Conference on Magnetism, Frankfurt, Germany, Marzo 28 –Aprile 1 2010
R. Ciprian and M. Carbucicchio “Highly Coercive Epitaxial L10-Ordered FePd and FePt Thin Films E-Beam
Evaporated on (100)-MgO”, Magnet’09, Roma, Italia, Ottobre 27-29, 2009
R. Ciprian, M. Carbucicchio and G. Turilli: “Exchange-spring magnets based on L10-FePt ordered phase”,
International Symposium on the Industrial Applications of the Mössbauer Effect (ISIAME), Budapest, Hungary,
Agosto 17-22, 2008
R. Ciprian, M. Carbucicchio, G. Turilli and G. Palombarini, “L10-Ordered FePt Thin Films and L10-FePt/Fe
Spring Magnets Grown with Different Techniques”, Workshop sulla Registrazione Magnetica, Parma, Italy,
Maggio 29, 2009
Poster Contributions
V. Lollobrigida, R. Ciprian, F. Offi and G. Panaccione: “Ultrafast spectroscopy with spin polarization”, Ultrafast
Magnetism Conference (UMC2013), Strasburg, France, October 28 – November 1, 2013
R. Ciprian and M. Carbucicchio: “The effects of a Pd underlayer on the magnetic properties of L10 ordered FePd
thin films”, Joint European Magnetic Symposia (JEMS2010), Krakow, Poland, August 23 - 27, 2010
R. Ciprian and M. Carbucicchio: “Magnetic properties of Fe/Cr double superlattices”, Joint European Magnetic
Symposia (JEMS2010), Krakow, Poland, August 23 - 27, 2010
R. Ciprian, M. Carbucicchio, and G. Palombarini: “Interface phenomena and magnetic properties of Fe/Cr
multilayers”, 19th Soft Magnetic Materials (SMM 19) Conference, Turin, Italy, September 6 - 9, 2009.
R. Ciprian and M. Carbucicchio: “Magnetic anisotropy and exchange interactions in Fe/Co multilayers grown on
different substrates”, International Conference on Magnetism (ICM), Karlsruhe, Germany, July 26 - 31 2009.
M. Carbucicchio, R. Ciprian, G. Palombarini: “Morphological and microstructural study of L10-ordered FePt and
L10-FePt/Fe ultrathin films grown by UHV e-beam evaporation technique”, Joint European Magnetic Symposia
(JEMS08), Dublin, Ireland, September 14 - 19, 2008.
F. Casoli, F. Albertini, L. Pareti, G. Turilli, L. Nasi, C. Bocchi, R. Ciprian, F. Scotognella, -“Epitaxial FePt films
on MgO(100) substrate”, 7th Italian Meeting on Nanophase Materials – Roma 2004.
F. Casoli, F. Albertini, S. Fabbrici, C. Bocchi, L. Nasi, R. Ciprian, L. Pareti - “Exchange-coupled FePt/Fe bilayers
with perpendicular magnetization” – MMD Meeting – Genoa, Italy, June 22 – 25, 2005.
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BREVE RIASSUNTO DEGLI ARGOMENTI DI RICERCA:
•
Studio delle proprietà microstrutturali e magnetiche di:
[Pubblicazioni n°: 3, 6,8,10,12-18,20,23,27,28]
- Film sottili magneticamente hard con anisotropia perpendicolare: FePd e FePt
Le leghe FePt e FePd, cresciute a temperatura ambiente, sono caratterizzate da una struttura cubica con proprietà
magnetiche estremamente soft (fase A1). Per elevate temperature di crescita (< 700°C), subiscono una
trasformazione strutturale che determina una distorsione tetragonale del reticolo, con la comparsa di una forte
anisotropia uniassiale orientata parallelamente all’asse corto (c) del reticolo (fase L10). Mediante (i) crescite
epitassiali con assi c orientati lungo la normale al piano del film, (ii) l’introduzione di particolari bufferlayer e (iii)
l’ottimizzazione dei parametri di crescita, è possibile sviluppare sistemi con forte anisotropia uniassiale
perpendicolare al piano del film. Le possibili applicazioni riguardano lo sviluppo di MEMS, mezzi per la
registrazione magnetica perpendicolare e magneti permanenti.
- Multistrati ferromagnetici soft ed antiferromagnetici: Fe/Co, Fe/Cr e Fe/Mn
Studio dei fenomeni di intermixing alle interfacce tra elementi diversi e dell’influenza della temperatura di
crescita, degli spessori degli strati elementari e del tipo di substrato (monocristallini, amorfi, ricoperti da uno strato
di ossido nativo) sulle proprietà magnetiche e microstrutturali di multistrati magnetici.
Sistema Fe/Co: Per poter utilizzare questo sistema nell’ambito della registrazione magnetica occorre preservare
ed intensificare la forte anisotropia, riducendo al minimo il coercitivo attraverso l’ottimizzazione della
microstruttura. Con questo obiettivo, si è studiato l’effetto della temperatura di crescita (fino a temperature di
200°C) sul comportamento magnetico e microstrutturale del sistema Fe/Co.
Sistema Fe/Mn: Film ultrasottili di spessore totale < 30 nm sono stati cresciuti a temperatura ambiente su
substrati amorfi di vetro mediante MBE, variando gli spessori degli strati elementari. Nonostante tutti i film
mostrino l’assenza di una qualsiasi tessitura cristallografica e di assi di facile magnetizzazione, per spessori
elementari del Fe o del Mn ≥ 3.5 nm, i multistrati sono caratterizzati da cicli d’isteresi longitudinali shiftati lungo
l’asse dei campi e da cicli d’isteresi trasversali fortemente asimmetrici. Entrambe queste caratteristiche sono
dovute all’instaurarsi di una forte anisotropia unidirezionale. Il risultato è notevole in quanto questa anisotropia
unidirezionale non è dovuta a trattamenti di field cooling o rapid thermal annealing effettuati durante o dopo la
crescita, ma ha origine solo dalla microstruttura e morfologia dei campioni in esame, risultando fortemente
favorita dall’instaurarsi di un’alta rugosità e da una morfologia costituita da isole non connesse e di forma
irregolare.
Doppi Superreticoli a base Fe/Cr: Il numero di strati elementari, lo spessore totale e quello degli strati
elementari di Fe e Cr rende possibile sviluppare multistrati con proprietà magnetiche sia ferromagnetiche che
antiferromagnetiche. I doppi superreticoli sono d’altro canto candidati ideali per lo studio del rovesciamento della
magnetizzazione in sistemi exchange-bias, in quanto in questi sistemi il campo di exchange bias può essere
facilmente controllato, rendendo i sistemi finali altamente riproducibili. Queste strutture sono costituite da un
superreticolo ferromagnetico e da uno antiferromagnetico di Fe e Cr ottenuti variando solo gli spessori elementari
di Fe e Cr. I due superreticoli sono separati da uno strato di Cr il cui spessore determina l’intensità e la natura
dell’interazione che si instaura tra i due superreticoli.
- Sistemi Exchange-Spring Magnets basati sulla fase chimicamente ordinata L10
Crescita e caratterizzazione di sistemi bistrato costituiti da un fase hard (FePd o FePt) cresciuta ad alta temperatura
e da un fase soft di solo Fe. L’instaurarsi di una forte interazione di scambio all’interfaccia hard/soft può dar luogo
ad un forte aumento del prodotto massimo di energia che rappresenta la quantità di informazioni registrabili in un
mezzo. Tuttavia questa interazione è fortemente legata sia allo spessore della fase soft e soprattutto alla sua
coerenza cristallografica e alla sua ottima adesione con la fase hard.
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L’attenzione è stata indirizzata allo studio dei fenomeni d’intermixing all’interfaccia e alla loro influenza
sull’interazione di scambio che si sviluppa tra i diversi strati. In particolare si è osservata la formazione di uno
strato all’interfaccia costituito da Fe e FePt ricco in Fe caratterizzato da proprietà superparamagnetiche. È appunto
questo strato d’interfaccia ed in particolare il suo spessore che media e controlla l’interazione tra fase hard e fase
soft. L’MBE, favorendo un minor intermixing tra Fe e FePt, determina strati d’interfaccia molto sottili
permettendo di sviluppare sistemi exchange-spring fortemente accoppiati anche per alti spessori relativi della fase
soft.
•
Studio delle proprietà microstrutturali e composizionali in depth profiling di materiali CIGS per applicazioni nel
fotovoltaico.
L’obiettivo della ricerca riguarda lo studio e la comprensione di come i parametri di crescita, lo spessore totale del
film e gli strati elementari di partenza (loro composizione e spessore) influenzano le proprietà e le caratteristiche
fotovoltaiche di dispositivi a base CIGS. I materiali sono cresciuti mediante “magnetron” sputtering a partire da
strati di InSe, GaSe (oppure Ga2Se3) e Cu e sottoposti a successiva selenizzazione a temperatura di circa 500°C.
Lo studio microstrutturale e microanalitico prevede l’utilizzo della spettroscopia Auger in depth profiling, della
microscopia a forza atomica, della diffrazione a raggi X e della microscopia elettronica a scansione.
•
Crescita mediante ALD e caratterizzazione di ossidi con alto k (ZrO2) dopati magneticamente (Fe).
[Pubblicazioni n°: 1-2, 4-5, 7]
Negli ultimi anni grande attenzione è indirizzata allo studio di materiali semiconduttori/isolanti dopati con
elementi magnetici. Questi sistemi sono candidati ideali nell’ambito della microelettronica di nuova generazione
avendo proprietà e caratteristiche innovative ancora non del tutto comprese. La comprensione del loro
comportamento diventa di conseguenza un punto di fondamentale interesse essendo la base per la loro
ottimizzazione e successiva applicazione.
Nel caso specifico si è studiato il sistema :Zirconia dopata Fe al variare della concentrazione di dopante. Il sistema
di crescita adottato è l’atomic layer deposition, una variante di CVD che permette la crescita anche epitassiale di
ossidi. Lo studio sperimentale corredato da uno studio teorico da principi primi ha dimostrato come le proprietà
magnetiche variano da antiferro- a ferromagnetiche al variare della concentrazione di atomi dopanti.
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Sviluppo di nuove tecniche e metodologie per la compressione di immagini spettrali
[Pubblicazioni n°: 9, 11]
Le normali immagini RGB consistono in un frame (m×n) costituito da pixel a ciascuno dei quali corrispondono tre
coordinate (R,G,B) che indicano il colore associato al particolare pixel. Nel caso delle immagini spettrali ad ogni
pixel è associato al contrario uno spettro nel VIS formato in generale da almeno 61 punti. Questo implica che le
immagini spettrali utilizzate nel settore geospaziale, medico e dell’archiviazione sono caratterizzate da una densità
di informazioni molto alta che comporta dimensioni dell’ordine delle centinaia di GBytes. Di conseguenza per
poter essere trasferite da computer a computer ed essere manipolate con software dedicati queste immagini devono
essere sottoposte a procedure di compressione che non solo devono preservare le informazioni colorimetriche ma
anche quelle spettrali.
Due sono stati i metodi sviluppati e proposti alla comunità scientifica. Il primo metodo si basa sull’individuazione
di alcuni punti dello spettro che risultano fondamentali per la sua successiva ricostruzione. Questi punti sono
individuati minimizzando simultaneamente l’errore quadratico medio e la differenza di colore. Il secondo metodo
invece si basa sulla K-means Cluster Analysis. Questa tecnica statistica e multivariata permette di raggruppare
oggetti con caratteristiche molto simili tra loro. Di solito il raggruppamento si effettua andando a minimizzare la
distanza Euclidea tra oggetti e reiterando il processo fintanto che non si raggiunge un minimo assoluto. Questa
tecnica statistica è quindi una procedura ideale per la compressione di immagini multispettrali permettendo
l’individuazione delle ridondanze spettrali e spaziali all’interno dell’immagine. Nel caso specifico gli oggetti sono
rappresentati dagli spettri che costituiscono l’immagine multispettrale e i gruppi sono individuati minimizzando la
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differenza di colore, una sorta di distanza euclidea nello spazio colore che tiene conto della risposta psicofisica
dell’occhio.
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Sviluppo di coating protettivi mediante:
[Pubblicazioni n°: 19,21-22, 24-26]
- Trattamenti termochimici di borurazione di leghe a base Fe e Fe-Ni di diversa stechiometria.
Grande interesse viene indirizzato alle leghe Fe-Ni per applicazioni che richiedono una adeguata resistenza alla
corrosione chimica e ambientale. Tuttavia, le performances di queste leghe in condizioni dove sono richieste alta
durezza superficiale e resistenza all’abrasione sono spesso insoddisfacenti. Di conseguenza le procedure di “surface
engineering” diventano fondamentali nei processi di produzione di queste leghe, al fine di migliorare le loro
performances per applicazioni industriali. In particolare la durezza di superficie può essere aumentata attraverso la
cementazione di boro che rappresenta una valida alternativa ai metodi più comunemente utilizzati a base di carbonio
e azoto, elementi che diffondono scarsamente nel Ni.
- Crescita su lamine di Fe di film sottili di alluminio mediante MBE e hot dipping.
Nel campo dei trattamenti di superficie indirizzati al miglioramento della resistenza delle leghe a base Fe alla
corrosione e abrasione, grande interesse è rivolto ai processi di alluminizzazione nei quali strati di Al sono cresciuti
termicamente su materiali strutturali come gli acciai. Successivamente i sistemi sono sottoposti a trattamenti termici
ottimizzati al fine di ottenere la formazione di ricoprimenti protettivi, costituiti da composti intermettalici di Fe-Al.
Attualmente, un nuovo importante campo di applicazione riguarda la protezione di acciai utilizzati nei reattori
nucleari di nuova generazione, nei quali le leghe di base, essendo a contatto con metalli liquidi pesanti, subiscono un
notevole danneggiamento a causa di fenomeni di corrosione. I ricoprimenti a base Al sono candidati adatti per
resistere ai principali processi di corrosione: ossidazione del Fe dovuto all’ossigeno nel fuso e dissoluzione nel fuso
degli elementi che costituiscono l’acciaio (nota è, per esempio, la perdita di Ni e Cr in leghe austenitiche messe a
contatto con Pb liquido o leghe eutectiche Pb-Bi).
- Studio della microstruttura d’interfaccia tra acciai di diversa natura saldati mediante laser welding (saldatura) e
e-beam cladding.
I processi di cladding prevedono il ricoprimento di un substrato con un materiale fuso allo scopo di aumentare le sue
proprietà di superficie, quali la corrosione o la resistenza all’abrasione, limitando al minimo la diluizione del
materiale ricoprente. Nel caso invece della saldatura il problema fondamentale è rappresentato dalle differenza
microstrutturali che esistono tra i materiali a contatto. Occorre quindi ottimizzare le condizioni di saldatura onde
evitare che le regioni di giuntura diventino zone di facile frattura.
L’interesse nei confronti di queste problematiche è dovuto alla sempre maggiore richiesta di componenti per lo
sviluppo di strutture industriali, macchine e impianti che necessitano l’uso di materiali che possano essere saldati
senza perdita delle proprietà e delle performance dei singoli componenti.
Il sottoscritto esprime il proprio consenso affinché i dati personali forniti possano essere trattati nel rispetto del Decreto
Legislativo n. 196/2003, per gli adempimenti connessi alla presente procedura.
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