Effetti di correlazione e trasporto in sistemi mesoscopici e di bassa dimensionalità

Dr. Citro Roberta

Dr. Romeo Francesco (assegno di ricerca); Dr. Sorgente Alessandro (dottorando)

I sistemi fisici a bassa dimensionalità  (in una o due dimensioni) hanno attratto molto attenzione negli ultimi anni, sia per l’ elevato numero di realizzazioni sperimentali di essi, grazie all'avvento delle nanotecnologie ed delle tecniche della luce laser, sia per le numerose tecniche teoriche a disposizione per studiarne i modelli rilevanti. A questa classe di sistemi appartengono i ben noti sistemi mesoscopici, alcuni materiali con forti correlazioni elettroniche e sistemi di atomi confinati in reticoli ottici.

La riduzione di almeno una delle dimensioni fisiche dei sistemi a dimensioni dell’ordine od inferiore al micron ha portato alla ribalta la “fisica mesoscopica”, in cui gli effetti quantistici microscopici giocano un ruolo paritario a quelli macroscopici. Il grosso interesse in questo campo è dovuto alla recente accessibilità sperimentale a dimensioni submicrometriche che si è tradotta nella nascita della nanotecnologia e della nanoelettronica. Riguardo l’elettronica a scala mesoscopica, una nuova interessante classe di fenomeni è stata portata alla ribalta dall’uso di oggetti quantistici come gli spin elettronici per trasportare informazioni (spintronica), oppure realizzare stati quantistici macroscopici, aprendo affascinati prospettive nella tecnologia della computazione quantistica. Relativamente ai materiali con forti correlazioni elettroniche,  la competizione di differenti interazioni e di diversi gradi di libertà microscopici è l'origine di comportamenti macroscopici “complessi” , anche molto diversi tra loro. La comprensione del comportamento di questi sistemi è una sfida della fisica fondamentale dalle enormi potenzialità tecnologiche che sta già dando importanti risultati. L’attività di ricerca in questo ambito permetterà di migliorare la nostra comprensione dei meccanismi elementari alla base dei materiali e sistemi indicati e potrà suggerire nuove funzionalità che potrebbero portare alla creazione di dispositivi di nuova concezione e/o suggerire l’importanza dello studio di nuovi materiali.

Le attività di ricerca svolte a Salerno in questo ambito sono finalizzate ad investigare teoricamente:

1) il trasporto quantistico di proprietà elettroniche (di carica e di spin)  attraverso nanostrutture (quali i punti quantici ed eterostrutture magnetico- superconduttive);

2) Effetti di  interazioni elettroniche in materiali cristallini (cuprati e di ossidi a base di rutenio)

3) Effetti di correlazione, disordine e superfluidità in gas quantistici bosonici e fermionici  unidimensionali

Tesi offerte per la laurea triennale:

i) Il transistore di singolo elettrone

ii) Effetto tunnel di elettroni in sistemi a multi barriere

iii) Teoria di Drude di proprietà ottiche e di trasporto

Tesi offerte per la laurea magistrale ed/o dottorato:

i) Trasporto in sistemi quantistici confinati

ii) Effetti di correlazione elettronica in eterostrutture magnetiche e superconduttive

iii)  Fenomeni collettivi in gas quantistici elettronici e bosonici unidimensionali