Le attività di ricerca nel campo della fisica dello stato solido sono per lo più incentrate sullo studio, teorico e sperimentale, dei materiali superconduttori. L’attività di ricerca teorica si è indirizzata verso lo studio dei meccanismi alla base dell'interazione tra superconduttività e ferromagnetismo; alla determinazione della corrente di carica e di spin in giunzioni; alla rottura dell'invarianza traslazionale nelle strutture artificiali e all’accoppiamento tra stati superconduttivi con simmetrie del parametro d’ordine diverse. Sì è inoltre studiata la risposta ottica ultra-fast di materiali sottoposti ad esperimenti di tipo pump-probe, descrivendo la dinamica dei gradi di libertà di spin, carica, orbitale e reticolare, grazie alla separazione dei loro tempi di rilassamento. Per ciò che riguarda le attività sperimentali, le attività di fabbricazione, rivolte alla sintesi di campioni in forma policristallina e di monocristalli e quelle di caratterizzazione strutturale, morfologica e composizionale sono svolte nel laboratorio MUSA dell’Istituto SPIN del CNR, ospitato dal dipartimento. Lo sviluppo di “sonde locali”, ha offerto la possibilità di eseguire spettroscopia tunnel su materiali superconduttori non tradizionali e la caratterizzazione delle proprietà elettriche locali di film di nanotubi di carbonio. Accanto ad un’attività di ricerca dedicata ai materiali, negli ultimi anni si sono sviluppate attività di ricerca su dispositivi anche su scala nanometrica. Continuano poi ad essere studiati sistemi basati sull’effetto Josephson quali, in particolare, i Superconducting Quantum Interference Devices. Nel campo dell’elettronica superconduttiva e dell’elettronica di spin, la ricerca è volta alla progettazione, realizzazione e studio sperimentale/teorico-fenomenologico delle proprietà di magneto-trasporto di dispositivi superconduttivi, film sottili ed eterostrutture, con particolare riferimento alla dinamica dei quanti di flusso. La possibilità di realizzare dispositivi su scala sub micrometrica ha poi aperto l’interesse allo studio di sistemi fisici mesoscopici, a bassa dimensionalità. Infine, materiali nanostrutturati, quali il grafene, sono stati utilizzati per la fabbricazione di sensori chimici e/o di temperatura e di transistor compatibili con la tecnologia CMOS standard.
Grazie alle attrezzature in via di acquisizione nel progetto Nafassy finanziato nel PON Ricerca e Competitività 2007-2013 del MIUR, si realizzeranno misure di trasporto e misure calorimetriche attualmente non accessibili.

Articolazione dell'Area di Ricerca in Gruppi:

§ Proprietà elettriche di film sottili ed eterostrutture basate su materiali superconduttivi [Resp.: Carmine Attanasio; Carla Cirillo (Ricercatore CNR-SPIN), Michela Trezza (Assegnista di ricerca)]
Studio sperimentale delle proprietà di trasporto elettrico dii strutture ibride artificiali basate su film sottili di materiali superconduttivi convenzionali. 
Studio della coesistenza tra ordinamento superconduttivo e ferromagnetico.
Studio della proprietà di trasporto in film superconduttori sottili in cui sia presente un array periodico di difetti e superconduttività in sistemi 1-dimensionali. 

§ Sistemi fuori dall'equilibrio, disordinati e fortemente correlati [Resp.: Adolfo Avella; Massimo Montalbetti (Studente)]
Studio di sistemi correlati in presenza di difetti e/o interfacce. 
Studio della risposta ottica pump-probe di sistemi correlati e superconduttori.
Studio della dinamica non-convenzionale di magneti e superconduttori fortemente correlati.

§ Scanning probe and new materials [Resp.: Fabrizio Bobba; Anna Maria Cucolo, Domenico D’Agostino (Dottorando), Cinzia Di Giorgio (Dottorando)]
Superconduttori ibridi.
Superconduttore/ferromagnete. Film sottili di ossidi conduttivi e su biomateriali e biofilm.

§ Effetti quantistici e di disordine sulle transizioni di fase [Resp.: Gaetano Busiello]
Effetti quantistici e di disordine sulle transizioni di fase in sistemi complessi (vetri di spin) ed in sistemi con più di un parametro d'ordine.

§ Studio sperimentale e teorico fenomenologico di superconduttività mesoscopica [Resp.: Giovanni Carapella; Paolo Sabatino (Borsista)]
Studio sperimentale e teorico fenomenologico (Ginzburg Landau dipendente dal tempo) di superconduttività mesoscopica in strutture realizzate alla nano-scala mediante litografia da fascio elettronico.

§ Studio di giunzioni Josephson [Resp.: Roberto De Luca; Alessandro Giordano (Dottorando)]
Proprietà superconduttive di giunzioni Josephson con doppia o tripla barriera

§ Grafene e nanotubi per la nanoelettronica [Resp.: Antonio Di Bartolomeo; Filippo Giubileo (Ricercatore CNR-SPIN), Nadia Martucciello (Ricercatore CNR-SPIN), Laura Iemmo (Dottorando)]
Fenomeni di trasporto elettrico in dispositivi a base di grafene e/o nanotubi di carbonio.

§ Studio delle proprietà di trasporto in materiali superconduttori [Resp.: Angela Nigro; Gaia Grimaldi (Ricercatore CNR-SPIN), Anita Guarino (Assegnista di ricerca), Antonio Leo (Assegnista di ricerca), Francesco Avitabile (Dottorando)]
Misure termiche ed elettriche in alto campo magnetico al variare della temperatura per lo studio dei materiali
Fabbricazione di film sottili di materiali superconduttori ad alta temperatura critica e studio delle loro proprietà elettroniche nella fase normale e superconduttiva. 

§ Superconduttività e magnetismo e proprietà di ossidi di metalli di transizione [Resp.: Canio Noce; Alfonso Romano, Mario Cuoco (Ricercatore CNR-SPIN), Paola Gentile (Ricercatore CNR-SPIN), Brzezicki Wojciech (Assegnista di ricerca), Filomena Forte (Assegnista di ricerca), Delia Guerra (Dottoranda)]
Studio dei meccanismi di interazione e coesistenza di superconduttività e ferromagnetismo di tipo itinerante. 
Trasporto di spin e di carica in giunzioni superconduttore/metallo normale e superconduttore/ferromagnete.
Superconduttività non convenzionale: stati superconduttivi non unitari e ordinamento superconduttivo con simmetria di tripletto di spin.
Studio delle proprietà di ground state di sistemi elettronici correlati in presenza di accoppiamento spin-orbita.

§ Superconductive Devices and Fluctuation Phenomena [Resp.: Sergio Pagano; Carlo Barone (Assegnista di ricerca), Francesco Romeo (Assegnista di ricerca), Costantino Mauro (Dottorando), Salvatore Abate (Tecnico CNR-SPIN), Antonio Rubino (Studente)]
Ricerca sperimentale su dispositivi superconduttivi e nanostrutture, per la rivelazione di segnali ottici ed elettronica superconduttiva. 
Studio dei meccanismi di fluttuazione elettrica in materiali e dispositivi avanzati. 

§ Misure magnetiche in materiali magnetici e superconduttori [Resp.: Massimiliano Polichetti; Sandro Pace, Davide Mancusi (Dottorando)]
Studio sperimentale delle proprietà magnetiche di materiali magnetici e superconduttori. Analisi della dinamica dei quanti di flusso magnetico, mediante l’utilizzo di tecniche di magnetizzazione DC e di suscettività magnetica AC multiarmonica.