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PRESENTAZIONE DEGLI ARGOMENTI DI TESI DI LAUREA (triennale e magistrale) IN FISICA

Teoria e simulazione di nano-materiali

Un materiale a stato solido rappresenta un affascinante universo di fenomeni fisici diversissimi (meccanici, termici, elettronici, magnetici, ottici; classici e quantistici; relativistici e non) che si manifestano in termini di comportamenti complessi e che si dispiegano su molteplici scale spazio-temporali: dalla nano-scala (dove domina la fisica dei costituenti elementari della materia) alla macro-scala (quella propria della nostra esperienza sensibile).

Comprendere la fisica dei materiali richiede l’occorrenza di metodi teorici che spaziano dalla fisica classica ai più raffinati metodi di meccanica quantistica e statistica.

Questa sfida è tanto affascinante sotto il profilo della conoscenza fondamentale, quanto utile per sviluppare applicazioni avanzate che spaziano dal campo delle nano-tecnologie per l’ingegneria dell’informazione, ai dispositivi bio-medicali, alla produzione efficiente di energia da fonti rinnovabili, all’impiego di materiali nano-strutturati in campo aerospaziale e meccanico.

La complessità inscritta in ogni problema di fisica dei materiali rende di fatto impossibile sviluppare nuova conoscenza teorica sulla base di soli modelli sviluppati analiticamente. È necessario  dunque riscrivere le leggi della meccanica quantistica e statistica in forma comprensibile ad un calcolatore ed usare l’esperimento numerico (in forma di simulazioni atomistiche) come paradigma di indagine scientifica.

Tramite una simulazione è possibile innanzitutto “misurare” una teoria, ovvero verificarne la fondatezza e capacità di predizione attraverso una ben congegnata serie di esperimenti numerici che producono “fenomenologia razionale”. È inoltre possibile studiare situazioni difficilmente accessibili (se non del tutto proibite) ad un esperimento di laboratorio, esplorando in modo più efficace la complessità del fenomeno oggetto di indagine. Infine, la simulazione consente di calcolare il valore specifico delle grandezze fisiche di interesse con grandissima precisione ed affidabilità.

Il gruppo di ricerca che coordino presso il Dipartimento di Fisica  sviluppa nuova conoscenza fondamentale su molteplici aspetti di fisica teorica dei nano-materiali, tra i quali:

• trasporto termico in fogli atomici bidimensionali;
• proprietà termiche di sistemi ad alto disordine strutturale;
• conversione termoelettrica in semiconduttori nano-strutturati;
• sistemi ibridi organico-inorganico per conversione fotovoltaica;
• fondamenti teorici del trasporto termico in materia condensata.

Sono disponibili

• tesi di laurea triennale in FISICA 
• tesi di laurea magistrale in FISICA 
• Per informazioni dettagliate e approfondimenti, gli Studenti interessati sono invitati a contattare il Docente inviando un messaggio di posta elettronica a:  luciano.colombo@dsf.unica.it 

Sono anche disponibili tesi di laurea triennale e magistrale in Ingegneria Elettrica, Elettronica e Informatica su argomenti di fisica dei materiali per nano-elettronica ed altre tecnologie dell’informazione.