NOME GRUPPO FISICA TEORICA DELLA MATERIA
RESPONSABILE SCIENTIFICO Prof. Antonio Mecozzi, DSFC – Università L’Aquila
SITO WEB  
SETTORI ERC PE3, PE7
Componenti (personale strutturato) Ciuchi S., Continenza A., Monachesi P., Pierleoni C., Profeta G.
Presentazione Ricerca focalizzata su comunicazioni ottiche e dispositivi a stato solido, struttura elettronica da principi primi di materiali di diversa tipologia, modelli e metodi di meccanica statistica per lo studio di proprietà strutturali e di trasporto dei solidi e di sistemi polimerici per materia soffice e vivente.
Argomenti trattati

Trasmissioni monomodali e multimodali
Trasmissioni monomodali: si studiano gli effetti di propagazione lineari e non-lineari in collegamenti ottici monomodali e possibili tecniche di compensazione. Tra questi rientrano la Polarization-Dependent Loss (PDL) e il rumore da interferenza non-lineare;
1b. Trasmissioni multimodali: Si studiano gli effetti di propagazione lineare e non-lineare in sistemi Space Division Multiplexing (SDM) ad alta capacità. Tra i principali sviluppi rientrano: l’estensione multimodale del formalismo di Jones e di Stokes, lo studio della dispersione modale, la derivazione dell’equazione di Manakov e delle equazioni che descrivono lo scattering Raman stimolato in fibre multimodali con modi spaziali fortemente accoppiati
Amplificatore a semiconduttore ottico
Sviluppo di modelli ridotti semi-analitici per gli amplificatori a semiconduttore ottici (SOA) utilizzati in configurazione riflettente (RSOA) con applicazione a trasmissioni ottiche in area locale, e per i SOA utilizzati come amplificatori di tipo “phase-sensitive.”
Limiti fondamentali al consumo energetico dei sistemi ottici
Si studia il consumo energetico di sistemi ottici coerenti con amplificatori laser che raggiungono la capacità trasmissiva secondo la generalizzazione quantistica della teoria di Shannon.
Proprietà magnetiche e ottiche di composti/superfici a carattere prevalentemente metallico
Studio della relazione tra momento magnetico e volume di equilibrio nei nitruri di ferro bulk Fe4N per sostituzione del  Fe con altri metalli di transizione (M= Ni, Co, Mn) in concentrazione variabile. Analisi delle superfici (100) e (110) dei Fe4N per lo studio del momento magnetico  sul Fe in funzione della distanza dallo strato superficiale. Metodi di calcolo: DFT e simulazioni numeriche con metodo Full Potential Linear Muffin Tin Orbitals
Proprietà di superconduttori
Si studiano le proprietà di materiali superconduttori, in particolare la dipendenza della superconduttivita’ dalle proprietà strutturali, elettroniche, magnetiche e dinamiche dei diversi materiali in presenza di droganti e disordine.  Attualmente la ricerca e’ focalizzata sulle previsione teoriche nei materiali superconduttori a base di ferro.
Dal punto di vista fondamentale,  il gruppo sviluppa ed ha implementato metodi a principi primi per il calcolo della temperature critica superconduttiva in sistemi BCS e non convenzionali.
Proprietà strutturali ed elettroniche di materiali bidimensionali a base di carbonio
Studio delle proprietà strutturali ed elettroniche di materiali bidimensionali a base di carbonio. Questa attività di ricerca è focalizzata sullo studio del grafene cresciuto su vari substrati metallici ed isolanti per comprendere i meccanismi alla base delle modifiche delle sue proprietà fisiche. Lo studio è anche esteso a vari altri materiali attualmente sintetizzati come il fosforene, MoS2, monolayer di calcogenuri.
Teoria e metodi computazionali per elementi leggeri ad alta pressione
Studio della fisica dell’idrogeno ed altri elementi leggeri (elio, miscele idrogeno-elio, litio e composti con l’idrogeno) con metodi da principi primi di elettroni correlati. L’attività del gruppo è incentrata sullo sviluppo metodologico, in particolare il metodo Coupled Electron-Ion Monte Carlo (CEIMC). Siamo interessati a studiare il processo di metallizzazione in diverse condizioni fisiche di rilevanza fondamentale e per gli esperimenti di alta pressione. In particolare la transizione metallo-isolante e di dissociazione molecolare dell’idrogeno in fase fluida e cristallina, la metallizzazione nell’elio, nelle miscele elio-idrogeno e nei composti litio-idrogeno.
Sviluppo e applicazioni di modelli di meccanica statistica
Si studiano  proprietà termodinamiche e di trasporto in sistemi quantistici con forte correlazione elettronica e disordine, ed in modelli classici di fluidi polimerici complessi. Per quanto riguarda i sistemi quantistici si considerano a) modelli per  trasporto e proprietà spettrali applicabili a solidi cristallini costituiti da molecole organiche (rubrene, pentacene, etc.); b) sistemi elettronici fortemente correlati ed in presenza di disordine e interazione elettrone-reticolo. In questo caso si utilizzano tecniche di tipo DMFT (Dynamical Mean Field Theory) in modelli semplici, mentre nel caso di materiali realistici si utilizzano tecniche DFT accoppiate con la
Coherent Potential Approximation (CPA) e con un  trattamento non-perturbativo dell’effetto combinato del disordine e dell'interazione elettrone-fonone. Per ciò che riguarda i sistemi classici  si stanno sviluppando strategie di coarse-graining con applicazione a fluidi polimerici complessi in Materia Soffice (Soft Matter) e in sistemi biologici.

Apparecchiature importanti Cluster CALIBAN, DSFC- L’Aquila (Italia), High Performance Computing (HPC), ISCRA-Bologna (Italia) e accesso a risorse internazionali tramite Calls competitive PRACE(EU) e INCITE(USA).

 

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