--------------------------------------------------------------------------------------------------------------

1) Studio mediante simulazione al computer delle proprietà fondamentali degli ossidi funzionali

Le eterostrutture di ossidi sono tra i più promettenti candidati alla sostituzione del silicio in applicazioni di nanoelettronica (diodi, transistors, circuiti logici integrati); inoltre, posseggono grandi potenzialità in ambito di produzione di forme di energia pulita, come l'energia elettrica prodotta per effetto fotovoltaico e termoelettrico. Alessio Filippetti ha maturato una lunga esperienza nel campo, frutto del lavoro compiuto nell’ambito di numerosi progetti di carattere nazionale ed internazionale, in collaborazione con i più importanti gruppi di ricerca italiani ed europei, sia sperimentali che teorici, attivi nelle tematiche degli ossidi funzionali.

Sono disponibili lavori di tesi, sia triennali che magistrali, relative alle seguenti tematiche relative a materiali ossidi: proprietà di confinamento quantistico e trasporto elettronico; proprietà elettriche e magnetoelettriche, proprietà termoelettriche e fotovoltaiche.

L’attività in questione richiede l’apprendimento e l’utilizzo intensivo di specifici software (codici) di calcolo parallelo, nonché lo studio di teorie fondamentali come la teoria del funzionale densità.

Alcune di queste attività implicano la collaborazione con gruppi sperimentali nazionali ed europei; altre tematiche sono sviluppate in collaborazione con i ricercatori dell’istituto CNR-IOM di Cagliari o con studiosi del Dipartimento di Fisica.

--------------------------------------------------------------------------------------------------------------

2) Studio mediante simulazione al computer delle proprietà di materiali ibridi per celle solari innovative ad altissima efficienza

Le tematiche energetiche e ambientali sono al centro di buona parte dell'attività scientifica Europea e mondiale. In particolare, la ricerca su celle solari fotovoltaiche ha ricevuto in anni recenti uno straordinario impulso innovativo, dovuto alla scoperta di nuovi materiali ibridi (ovvero in parte organici ed in parte inorganici) con struttura perovskite a base piombo-iodio. Queste perovskiti ibride, prodotte in laboratorio a bassa temperatura con metodologie low-cost, si sono rivelate in possesso di eccellenti proprietà di fotoconversione della radiazione solare in corrente elettrica di elevata potenza. Le celle solari costruite sulla base di questi materiali raggiungono alte efficienze (20% ed oltre).

L'attività di A. F. in questo campo, condotta in collaborazione con i ricercatori del Consiglio Nazionale delle Ricerche CNR-IOM di stanza al Dipartimento di Fisica e con il gruppo sperimentale di misure ottiche del Dipartimento di Fisica, ha portato al conseguimento di importanti risultati per quanto riguarda le proprietà strutturali, elettroniche e termodinamiche di questi materiali; la loro complessità è comunque molto elevata, e vari aspetti cruciali devono ancora essere investigati e svelati, prima che essi possano diventare effettivamente impiegabili in applicazioni commerciali di larga scala.

Sono disponibili lavori di tesi, sia triennali che magistrali, relativi allo studio delle proprietà fondamentali delle perovskiti ibride, concernenti sia le fase bulk tridimensionale che quelle bidimensionali, come superfici, interfacce, ed eterostrutture. L’attività richiede un uso intensivo di codici di calcolo parallelo, oltre alla conoscenza accurata di teorie fondamentali come la teoria del funzionale densità e la dinamica molecolare classica.

L'attività di ricerca sarà sviluppata in collaborazione con i ricercatori dell’istituto CNR-IOM di Cagliari