La comprensione della relazione struttura-proprietà è di fondamentale importanza per la progettazione di nuovi materiali. Nel nostro gruppo vengono utilizzati vari modelli per studiare la struttura elettronica di materiali inorganici e ceramici in combinazione con tecniche quanto-meccaniche avanzate. Particolarmente importante è il ruolo della teoria nello studio di difetti di punto, impurità nei solidi, drogaggio nei semiconduttori, siti attivi o gruppi funzionali sulle superfici, fenomeni come il chemisorbimento atomico e molecolare, film ultrasottili, cluster supportati, interazioni luce-materia e per l'interpretazione di varie spettroscopie, IR e Raman, assorbimento e fotoemissione di raggi X, EPR e NMR, transizioni ottiche, STM ecc.

I film di ossidi ultrasottili e i materiali bidimensionali rappresentano una nuova classe di materiali con proprietà senza precedenti. La nostra attività è diretta alla determinazione delle loro proprietà elettroniche e strutturali: cambiamenti della funzione lavoro, distribuzioni regolari di siti di adsorbimento e centri reattivi, ecc.

Studiamo l'interazione di atomi singoli e cluster metallici supportati su ossidi o materiali a base di carbonio con particolare attenzione alla loro attività nelle reazioni catalitiche (scissione dell'acqua, riduzione della CO₂, produzione di combustibili solari).

Le eterogiunzioni tra semiconduttori (in particolare ossidi) sono una classe di materiali che attirano crescente attenzione nel campo della fotocatalisi. Questa linea di ricerca mira alla descrizione accurata dell'allineamento delle bande, dei fenomeni di trasferimento di carica, del confinamento quantistico e della separazione dei portatori di carica alla giunzione mediante calcoli DFT avanzati.

Accumulatori efficienti sono importanti, tra le altre cose, per sfruttare in modo utile le fonti energetiche rinnovabili, ma discontinue. La modellistica può aiutare nella progettazione di nuovi materiali idonei, descrivendo le strutture atomiche ed elettroniche e simulando l'intercalazione e la mobilità dei cationi metallici e di altri portatori di carica. Le linee di ricerca in corso spaziano su varie classi di materiali stratificati e nanostrutturati.

Prof. Gianfranco Pacchioni
Prof.ssa Livia Giordano
Dott. Giovanni Di Liberto
Prof. Sergio Tosoni

• 960 cores AMD Opteron su cluster linux ospitati presso il dipartimento.
• Accesso ai supercalcolatori del CINECA garantito mediante un accordo tra il CINECA e l’Università di Milano Bicocca e tramite la stesura di progetti di ricerca valutati da un comitato scientifico indipendente.