Ricerc@Sapienza

Le nostre attività spaziano dalla sintesi di nanostrutture semiconduttrici, con un controllo preciso sulla morfologia e sulla dimensione (come le nanosfere di a-Sn), fino alla caratterizzazione completa delle loro proprietà fondamentali.

Da un lato, effettuiamo misure di caratterizzazione ottica (come la spettroscopia FT-IR) per studiare l'effetto del confinamento quantico e confermare l'accordabilità del bandgap in funzione della dimensione. Dall'altro, sviluppiamo metodologie avanzate per la caratterizzazione elettrica e capacitiva su strutture prototipali (misure I-V e C-V), essenziali per la verifica delle prestazioni e l'ottimizzazione del design del dispositivo.

L'obiettivo attuale del gruppo è traslare queste scoperte in materiali in un dispositivo funzionale integrato su Silicio. Questo processo di ingegnerizzazione include la deposizione controllata delle nanostrutture di a-Sn sul substrato di Silicio, la progettazione della topologia del per massimizzare l'efficienza di interazione con le onde Terahertz ed infine l’ottimizzazione dei contatti e dell'interfaccia per garantire un funzionamento elettrico stabile e a basso rumore.

L'integrazione su Silicio è cruciale per la miniaturizzazione, la scalabilità e la compatibilità con l'elettronica standard CMOS.

Il gruppo opera in un contesto accademico e scientifico fortemente multidisciplinare, sfruttando le sinergie con enti di eccellenza nel panorama nazionale. L’ Università Cà Foscari di Venezia, per la caratterizzazione strutturale avanzata. Il Dipartimento di Fisica della Sapienza di Roma: Per l'expertise nella fisica dei semiconduttori e nelle sofisticate misure optoelettroniche e spettroscopiche. Il Consiglio Nazionale delle Ricerche (CNR): Per l'accesso a piattaforme di nanofabbricazione e a strumentazioni specifiche per le misure nel regime THz.

Le possibili applicazioni future di questa attività di ricerca includono lo sviluppo di nuove tecnologie per l'imaging THz, sensori ad alta sensibilità per la sicurezza e il controllo di qualità, e sistemi di comunicazione wireless ad alta velocità (5G/6G) che sfruttano questa banda dello spettro elettromagnetico.

In inglese:

Our activities range from the synthesis of semiconductor nanostructures, with precise control over morphology and size (such as a-Sn nanospheres), to the complete characterization of their fundamental properties.

On one hand, we perform optical characterization measurements (such as FT-IR spectroscopy) to study the effect of quantum confinement and confirm the tunability of the bandgap as a function of size. On the other hand, we develop advanced methodologies for electrical and capacitive characterization on prototype structures (I-V and C-V measurements), which are essential for performance verification and device design optimization.

The group's current objective is to translate these material discoveries into a functional device integrated on Silicon. This engineering process includes the controlled deposition of the a-Sn nanostructures on the Silicon substrate, the design of the device topology to maximize interaction efficiency with Terahertz waves, and finally, the optimization of the contacts and interface to ensure stable and low-noise electrical operation.

Integration on Silicon is crucial for miniaturization, scalability, and compatibility with standard CMOS electronics.

The group operates in a strongly multidisciplinary academic and scientific context, leveraging synergies with national centres of excellence: the Università Cà Foscari of Venice for advanced structural characterization; the Department of Physics of Sapienza University of Rome for expertise in semiconductor physics and sophisticated optoelectronic and spectroscopic measurements; and the National Research Council (CNR) for access to nanofabrication platforms and specialized instrumentation for THz regime measurements.

Potential future applications of this research activity include the development of new technologies for THz imaging, high-sensitivity sensors for security and quality control, and high-speed wireless communication systems (5G/6G) that utilize this band of the electromagnetic spectrum.