Controllo delle dinamiche elettroniche e termiche in materiali quantistici correlati
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Lo sviluppo di tecniche di crescita di nanomateriali e, congiuntamente, di spettroscopia ottica ultraveloce , permette di studiare le dinamiche termiche e meccaniche in nanosistemi.
Queste tematiche sono di fondamentale importanza sia per quanto riguarda la nostra comprensione della fisica di base, sia per le applicazioni tecnologiche in campi che variano dall’elettronica alla nanomedicina.
Quando le dimensioni di un oggetto diventano comparabili al libero cammino medio dei portatori di energia nello stesso (fononi, elettroni, ecc.), o quando le dimensioni diventano tanto piccole da permettere di apprezzare la quantizzazione dei livelli energetici o effetti legati alle dimensioni finite del solido, le proprietà meccaniche e termodinamiche alla nanoscala si discostano da quelle tipiche del mondo macrosopico. Le dinamiche termiche e meccaniche su scale nanometriche avvengono molto rapidamente e sono facilmente perturbabili da sonde esterne, da qui la necessità di studiarle tramite tecniche di misura molto rapide e di non contatto, quali le spettroscopie ottiche ultraveloci.
L'ingegnerizzazione delle proprietà fisiche su scale nanometriche rende possibile creare nuovi materiali, i metamateriali, con proprietà termiche e meccaniche desiderate. L’utilizzo di laser ultraveloci permette poi di eccitare in maniera selettiva i canali meccanici e termici, con ricadute applicative nei campi della sensoristica e dei trasduttori.