Sergio PAGANO | Misure di proprietà elettriche e rumore in materiali innovativi e dispositivi superconduttori

Il Laboratorio è attivo su due aree principali di ricerca.

La prima area è lo sviluppo di dispositivi superconduttivi innovativi, e in particolare dispositivi basati su strisce nanometriche. Tali sistemi hanno grandi potenzialità come rivelatori di singoli fotoni fino alla regione IR dello spettro e sono anche il cuore di nuovi dispositivi superconduttori a tre terminali in grado di discriminare e amplificare il segnale in ambiente criogenico.

Tali dispositivi trovano applicazione come:

- Interfacce ottiche veloci (fino a 10 Gbps ) per circuiti digitali superconduttori;

- Ricevitori sensibili ai singoli fotoni nella banda di 1550 nm per applicazioni in ottica quantistica e telecomunicazioni sicure (quantum key distribution);

- Circuiti ottici per l'interfacciamento del quantum computing come tecnica di controllo e manipolazione dei Qubit a basso effetto di decoerenza;

- Spettroscopia infrarossa risolta nel tempo;

- Astronomia a infrarossi

- Spettroscopia di massa di macromolecole.

La seconda area è lo studio delle proprietà di trasporto di materiali e dispositivi avanzati attraverso la spettroscopia del rumore. I sistemi indagati comprendono:

-superconduttori ad alta Tc,

-manganiti,

-conduttori con gas di elettroni 2D,

-metalli,

-compositi di nanotubi di carbonio,

-celle solari (cristalline, polimeriche, perovskiti).

-materiali per elettronica verde

L'analisi spettrale del rumore a bassa frequenza (spettroscopia di rumore) è un potente strumento per studiare le proprietà di questi materiali, in quanto evidenzia le fonti di fluttuazione intrinseca delle proprietà di trasporto, permettendo di fare luce sui meccanismi di base in atto e anche di impostare i limiti ultimi delle prestazioni ottenibili dei dispositivi realizzati con tali materiali.

L'attrezzatura disponibile comprende:

Stazione di test del rumore elettrico a bassa temperatura e a ciclo chiuso (da 10 a 300 K)

Stazione di test elettro-ottica a ciclo chiuso e a bassa temperatura (da 3 a 300 K)

Criostato ottico a flusso continuo (da 3 a 300 K)

Camera di test per misure elettriche elettriche su elettronica a temperatura ambiente (da -40 a 120 °C)

Generatori di microonde 0-20 GHz

Analizzatori di spettro (0-100 kHz, 0-3 GHz e 0-20 GHz)

Sistema di saldatura ad ultrasuoni per microconnessioni

Sorgenti ottiche laser pulsate da IR a UV

Sorgente laser 100 fs a 1550 nm

Stazione THz