Spettroscopia di ossidi, nanostrutture e vetri per tecnologie ottiche e rivelazione di radiazioni ionizzanti

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luce guidata nella fibra ottica

La nostra ricerca è focalizzata sulle proprietà fisiche dei materiali luminescenti per applicazioni in fotonica, optolettronica e rivelazione di radiazioni ionizzanti. Materiali in forma di bulk, film e fibre sono sintetizzati e studiati, con particolare interesse alle proprietà ottiche che si possono ottenere e controllare in funzione del drogaggio con ioni attivi e nanostrutture cristalline. Aspetti fondamentali di questi studi riguardano la spettroscopia degli ioni di terre rare, la caratterizzazione dei difetti di punto e di nanostrutture ad ampio gap in matrici ottiche. Le tecniche di sintesi sono state ottimizzate per ottenere una buona dispersione degli ioni attivi e dei nanocluster cristallini in matrici vetrose e fibre ottiche scintillanti.

Materiali per tecnologie ottiche

Studiamo le proprietà di emissione e le proprietà ottiche non lineari di nanostrutture di ossidi ad ampio gap in matrici vetrose, come nanocristalli di Ga2O3 e SnO2 in silicati, analizzando l'applicabilità come sistemi emettitori di luce, materiali ottici fotosensibili, componenti non lineari e conduttori trasparenti. La silice e la vetroceramica drogati sono tecnologicamente interessanti per le loro proprietà di amplificazione del segnale nelle telecomunicazioni, per le proprietà non lineari e di emissione indotte dai droganti e dalle nanostrutture cristalline, per la buona trasparenza e per la compatibilità con i dispositivi esistenti basati su vetrosilice.

Materiali luminescenti per la rivelazione di radiazioni ionizzanti

Studio delle proprietà ottiche di un'ampia gamma di materiali luminescenti per la rivelazione di radiazioni ionizzanti (vetri, cristalli singoli, ceramiche, nanocompositi). Si studiano i meccanismi di luminescenza e scintillazione, dall'interazione tra la radiazione ionizzante e il materiale a quella tra i centri luminescenti (ad esempio ioni di terre rare) e la matrice, fino al ruolo dei difetti di punto sulle proprietà di scintillazione. L'obiettivo della ricerca è la produzione e l'ottimizzazione di materiali scintillanti adatti ad applicazioni in campo industriale e biomedico, nella fisica delle alte energie e nella dosimetria.

Gruppo di ricerca

Laboratori

Laboratorio Spettroscopia Isolanti 1 – Edificio U5, Piano 1, locale 1100
Laboratorio Spettroscopia Isolanti 2 – Edificio U5, Piano 1, locale 1105

Facilities

  • Laboratorio di spettroscopia: assorbimento ottico,  spettroscopia di foto- termo- e radio-luminescenza, spettroscopia micro-Raman, misure di indice di rifrazione modi guidati in film, misure di correnti termo stimolate e spettroscopia d’impedenza. Analisi micro-ATR-FTIR, micro-profilometria, spettroscopia di luminescenza impulsata and SHG con Nd-YAG laser con seconda and quarta armonica. Spettrometria di massa ICP-MS con laser ablation, e fluorescenza X.
  • Laboratorio di scintillazione: spettroscopia di radioluminescenza, luminescenza stimolata termicamente e risolta in lunghezza d’onda sotto e sopra temperatura ambiente, spettroscopia a raggi X impulsati, correnti termostimolate.
  • Laboratorio di sintesi: laboratorio di preparativa sol gel equipaggiato con cappe chimiche, flusso laminare, camera a guanti. Deposizione di film sottili tramite spin-coating. Autoclave per evaporazione in fase ipercritica per l’ottenimento di aerogel. Forni di sinterizzazioni in atmosfera controllata o vuoto e lappatrice per la preparazione di campioni con geometria controllata ad alta precisione