Attività di ricerca
Metodi avanzati e Strumentazione
IOM sviluppa e implementa metodi avanzati sperimentali e teorici per lo studio della materia e nuova strumentazione. Nell'ambito di queste attività IOM dispone di una vasta gamma di competenze in molti campi diversi:
Tecniche fisiche per i beni culturali e l'ambiente
Utilizzo di X-ray Aborption Spectroscopy (XAS) per la speciazione e la determinazione della geometria locale dei cromofori in elementi del patrimonio culturale o traccia inquinanti in scienze ambientali. Sviluppo di tecniche di analisi avanzata dei dati XAS.
Nanoarchitetture per lo sfruttamento dell'energia solare
La morfologia di strati attivi nelle celle solari organiche o ibrida ha una profonda influenza sulle loro prestazioni come dispositivi. Utilizziamo vari metodi per ottenere un elevato livello di controllo della morfologia delle fasi donatore / accettore compenetrate alla scala di pochi nanometri.
Spettrometria chiroottica nel range VIS-UV
Sviluppiamo strumentazione innnovativa per la caratterizzazione ottica nel VIS-UV-FUV
Sviluppo di metodi di microscopia elettronica
La missione è quella di sviluppare nuovi metodi per la microscopia elettronica a trasmissione (TEM) e di scansione TEM (STEM) per studiare la struttura cristallina e la chimica, le proprietà magnetiche ed elettroniche della materia con la più alta risoluzione e precisione spaziale.
Nanomanipolazione ottica per sistemi biologici
Sviluppo di strumentazione innovativa per microscopia ottica e tecniche per le nanotecnologie, la biofisica e la biomedicina: intrappolamento ottico e manipolazione di micro e nano particelle, spettroscopia di forza al pN mediante pinzette ottiche, microchirurgia laser, olografia digitale e microscopia speckle, micro-spettroscopia Raman, TIRF ee fluorescenza FRET.
Teoria e Simulazione
La ricerca in teoria e simulazione è svolta presso i laboratori DEMOCRITOS e SLACS, che si trovano rispettivamente presso la Scuola Internazionale Superiore di Studi Avanzati (SISSA) e presso l'Università di Cagliari,. La modellazione al computer viene utilizzata per fornire conscenze fondamentali su scala atomica alle frontiere tra nanoscienza, fisica della materia condensata, biochimica e scienza dei materiali.
Le nostre simulazioni hanno lo scopo di caratterizzare, ingegnerizzare e individuare nuovi materiali per applicazioni innovative nel campo delle nanotecnologie, delle energie rinnovabili, dell'elettronica, dell'ottica, del magnetismo, della superconduttività, della catalisi, dei sistemi biologici e della progettazione di farmaci.
Queste attività di ricerca constano nello sviluppo di nuove teorie e metodi numerici, in una loro efficiente implementazione nel software scientifico nonché nella ricerca di soluzioni ottimizzate per calcolo parallelo ad alte prestazioni.
Ciò si riflette anche nel contributo al progetto Quantum ESPRESSO per la progettazione, l'ingegneria, la manutenzione, e la distribuzione di questo software di alta qualità per la simulazione quantistica dei materiali (vedi http://www.quantum-espresso.org). Inoltre, i ricercatori IOM forniscono un sostegno diretto alla sperimentazione attraverso lo sviluppo di nuovi strumenti teorici e di simulazione per spettroscopie computazionali e microscopie.
La ricerca è organizzata secondo le seguenti linee generali:
Materiali nano strutturati
la modellazione al computer viene utilizzato per fornire una comprensione fondamentale su scala atomica dei processi fisici e chimici che regolano le proprietà funzionali dei materiali nano strutturati. La ricerca si concentra sui materiali per le energie rinnovabili, la catalisi e la superficie fisica, l'attrito e l'adesione, ferroelettrici e multiferroici
Sistemi fortemente correlati
Lo scopo principale è quello di sviluppare e applicare tecniche a molti corpi per comprendere le proprietà fondamentali che portano a nuovi paradigmi in materia condensata. I temi principali di questa ricerca si concentrano su sistemi fortemente correlati, come superconduttori ad alta temperatura, isolanti di Mott e topologici.
Sistemi biologici
Il computer modeling permette di indagare a livello atomistica il dettaglio dei meccanismi molecolari di sistemi biomolecolari complessi e il meccanismo di azione dei farmaci. Il nostro obiettivo principale è quello di applicare e sviluppare protocolli di calcolo, per studiare ecomprendere questi meccanismi in una varietà di problemi biologici.
Infrastrutture HPC e software scientifico
Come base comune condivisa da tutte le attività di calcolo questa linea di ricerca è dedicato alla messa a punto di ambienti computazionali all'avanguardia per aiutare a sfruttare al meglio gli strumenti hardware e software a disposizione.