ANNO 2010 - dipartimento di fisica della materia e ingegneria ...
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UNIVERSITÀ DEGLI STUDI DI MESSINA<br />
DIPARTIMENTO DI<br />
FISICA DELLA MATERIA E<br />
INGEGNERIA ELETTRONICA<br />
RAPPORTO ATTIVITÀ<br />
<strong>ANNO</strong> <strong>2010</strong>
I N D I C E<br />
1. INTRODUZIONE 3<br />
2 IL PERSONALE 4<br />
3 ORGANI DEL DIPARTIMENTO 7<br />
4 ATTIVITA’ DIDATTICA 9<br />
5 DOTTORATI DI RICERCA 12<br />
6 TESI DI LAUREA 14<br />
7 ATTIVITA’ DI RICERCA 18<br />
8 ALTRI PROGETTI DI RICERCA E DIDATTICI 48<br />
9 LABORATORI DI RICERCA 49<br />
10 ANM RESEARCH SRL (SPIN OFF ) 59<br />
11 CENTRO SICILIANO PER LE RICERCHE ATMOSFERICHE E DI FISICA DELL’AMBIENTE 60<br />
12 PUBBLICAZIONI SCIENTIFICHE 61<br />
13 COMUNICAZIONI 66<br />
14 SEMINARI 73<br />
15 CONVEGNI 74<br />
DFMIE - Rapporto attività <strong>2010</strong><br />
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1. INTRODUZIONE<br />
Il Dipartimento <strong>di</strong> Fisica <strong>della</strong> Materia e Ingegneria Elettronica, costituito con D.R. n. 3095<br />
del 12/09/94, ha la sua sede presso i siti <strong>della</strong> Facoltà <strong>di</strong> Scienze MM.FF.NN (contrada Papardo) e<br />
<strong>della</strong> Facoltà <strong>di</strong> Ingegneria (contrada <strong>di</strong> Dio) dell’Università degli Stu<strong>di</strong> <strong>di</strong> Messina. E’ articolato nelle<br />
due sezioni <strong>di</strong> “Fisica <strong>della</strong> Materia” e <strong>di</strong> “Ingegneria Elettrica ed Elettronica”, che curano e<br />
sviluppano gli aspetti scientifici, omogenei per tematiche, che fanno parte del progetto scientifico<br />
complessivo <strong>della</strong> struttura.<br />
Il Dipartimento promuove e coor<strong>di</strong>na attività <strong>di</strong> ricerca <strong>di</strong> base e applicata, sia <strong>di</strong> tipo<br />
sperimentale che teorico, nell’ambito delle scienze fisiche e dell’<strong>ingegneria</strong> elettrica ed elettronica,<br />
che si rivolgono anche alle applicazioni delle metodologie e delle tecniche fisiche ed ingegneristiche<br />
in ambiti inter<strong>di</strong>sciplinari. Le attività <strong>della</strong> sezione <strong>di</strong> “Fisica <strong>della</strong> Materia” sono principalmente<br />
rivolte a stu<strong>di</strong> <strong>di</strong> spettroscopia ottica ed elettronica <strong>di</strong> composti soli<strong>di</strong> anche su scala nanometrica<br />
(inclusi manufatti <strong>di</strong> interesse archeologico) ed alla sintesi e <strong>di</strong>agnostica <strong>di</strong> nano <strong>materia</strong>li e<br />
nanocompositi. La sezione <strong>di</strong> “Ingegneria Elettrica ed Elettronica” si interessa essenzialmente <strong>di</strong><br />
modellizzazione <strong>di</strong> campi elettromagnetici e <strong>di</strong> simulazione e controllo <strong>di</strong> <strong>di</strong>spositivi elettronici fino<br />
alle frequenze delle microonde. Diverse attività si svolgono in collaborazione tra i due gruppi, in<br />
particolare nell’ambito del corso <strong>di</strong> Dottorato <strong>di</strong> Ricerca in “Tecnologie Avanzate per<br />
l’Optoelettronica, la Fotonica e la Modellizzazione Elettromagnetica”.<br />
Presso il Dipartimento hanno la loro sede:<br />
- La Società <strong>di</strong> Spin-Off accademico “Advanced and Nano Materials Research s.r.l.” (A.N.M.R.), che<br />
svolge la propria attività <strong>di</strong> ricerca e stu<strong>di</strong>o sulla base <strong>di</strong> una convenzione con l’Università degli Stu<strong>di</strong><br />
<strong>di</strong> Messina e <strong>di</strong> un accordo <strong>di</strong> collaborazione con il Dipartimento;<br />
- Il Centro Siciliano per le Ricerche Atmosferiche e <strong>di</strong> Fisica dell’Ambiente (C.S.R.A.F.A.), <strong>di</strong> cui<br />
L’Università degli Stu<strong>di</strong> <strong>di</strong> Messina è socio fondatore, costituito allo scopo <strong>di</strong> condurre ricerche<br />
fisiche applicabili allo stu<strong>di</strong>o dell’ambiente e dell’atmosfera<br />
DFMIE - Rapporto attività <strong>2010</strong><br />
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2. IL PERSONALE<br />
Il personale che, a vario titolo, ha concorso nell’anno <strong>2010</strong> a realizzare la complessiva<br />
attività del Dipartimento è stato così costitituito:<br />
PERSONALE DOCENTE<br />
Antonella Arena Associato Fis/01 Sezione <strong>di</strong> Fisica <strong>della</strong> Materia<br />
Bruno Azzerboni Or<strong>di</strong>nario Ing-Ind/31 Sezione <strong>di</strong> Ingegneria Elettrica ed Elettronica<br />
Fer<strong>di</strong>nando Borghese Associato Fis/02 Sezione <strong>di</strong> Fisica <strong>della</strong> Materia<br />
Alina Caddemi Associato Ing-Inf/01 Sezione <strong>di</strong> Ingegneria Elettrica ed Elettronica<br />
Carmine Ciofi Associato Ing-Inf/01 Sezione <strong>di</strong> Ingegneria Elettrica ed Elettronica<br />
Paolo Denti Associato Fis/01 Sezione <strong>di</strong> Fisica <strong>della</strong> Materia<br />
Umberto Giorgianni Associato Fis/01 Sezione <strong>di</strong> Fisica <strong>della</strong> Materia<br />
Raffaello Girlanda Or<strong>di</strong>nario Fis/03 Sezione <strong>di</strong> Fisica <strong>della</strong> Materia<br />
Giovanna Martino Associato Fis/03 Sezione <strong>di</strong> Fisica <strong>della</strong> Materia<br />
Angela Maria Mezzasalma Associato Fis/01 Sezione <strong>di</strong> Fisica <strong>della</strong> Materia<br />
Guglielmo Mon<strong>di</strong>o Or<strong>di</strong>nario Fis/01 Sezione <strong>di</strong> Fisica <strong>della</strong> Materia<br />
Fortunato Neri Or<strong>di</strong>nario Fis/01 Sezione <strong>di</strong> Fisica <strong>della</strong> Materia<br />
Gaetano Saitta Or<strong>di</strong>nario Fis/01 Sezione <strong>di</strong> Fisica <strong>della</strong> Materia<br />
Letteria Silipigni Associato Fis/03 Sezione <strong>di</strong> Fisica <strong>della</strong> Materia<br />
Giuseppe Campobello Ricercatore Ing-Inf/03 Sezione <strong>di</strong> Ingegneria Elettrica ed Elettronica<br />
Nicola Donato Ricercatore Ing-Inf/01 Sezione <strong>di</strong> Ingegneria Elettrica ed Elettronica<br />
Salvatore Patanè Ricercatore Fis/03 Sezione <strong>di</strong> Fisica <strong>della</strong> Materia<br />
Rosalba Saija Ricercatore Fis/03 Sezione <strong>di</strong> Fisica <strong>della</strong> Materia<br />
Salvatore Savasta Ricercatore Fis/03 Sezione <strong>di</strong> Fisica <strong>della</strong> Materia<br />
Graziella Scandurra Ricercatore Ing-Inf/01 Sezione <strong>di</strong> Ingegneria Elettrica ed Elettronica<br />
Salvatore Serrano Ricercatore Ing-Inf/03 Sezione <strong>di</strong> Ingegneria Elettrica ed Elettronica<br />
Sig.ra Giuseppa La Spada<br />
PERSONALE TECNICO-AMMINISTRATIVO<br />
Segretario Amministrativo<br />
Sig. Bonsignore Fer<strong>di</strong>nando<br />
Sig.ra Interdonato Silvana<br />
Coor<strong>di</strong>natore Servizi Tecnici<br />
Amministrativo<br />
Sig. Marco Noli Maio<br />
Amministrativo<br />
DFMIE - Rapporto attività <strong>2010</strong><br />
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Ing. Giovanni Finocchio<br />
ASSEGNISTI DI RICERCA<br />
Titolo ricerca: Modellistica Teorica e Sperimentale <strong>di</strong> Isteresi Magnetica in Materiali Dolci<br />
Tutor: Prof. Bruno Azzerboni<br />
Area 09 Ingegneria<br />
S.S.D. ING-IND/31<br />
Rinnovo anno 2008<br />
Durata 48 mesi<br />
Ing. Giancarlo Consolo<br />
Titolo ricerca: Analisi numerica delle <strong>di</strong>namiche <strong>di</strong> magnetizzazione e dei mo<strong>di</strong> <strong>di</strong> onde <strong>di</strong><br />
spin in nano-oscillatori spintronici a microonde pilotate da correnti spin-polarizzate<br />
Tutor: Prof. Bruno Azzerboni<br />
Area 09 Ingegneria<br />
S.S.D. ING-IND/31<br />
Decorrenza 01/09/<strong>2010</strong><br />
Durata 48 mesi<br />
Dott. Gianluca Cannatà<br />
BORSISTI post doc<br />
Dottorato <strong>di</strong> Ricerca in Tecnologie Avanzate per l’Ingegneria dell’Informazione<br />
Coor<strong>di</strong>natore: Prof. Antonio Puliafito<br />
S.S.D. ING-INF/01<br />
Ciclo XX<br />
decorrenza luglio 2008<br />
durata 24 mesi<br />
Dott. Tiziana Serafino<br />
Dottorato <strong>di</strong> Ricerca in Fisica<br />
Coor<strong>di</strong>natore: Prof. Carlo Caccamo<br />
S.S.D. FIS/01<br />
Ciclo XX<br />
decorrenza Ottobre 2008<br />
durata 24 mesi<br />
DFMIE - Rapporto attività <strong>2010</strong><br />
5
Dott. Gianluca Cannatà<br />
BORSISTI<br />
Titolo: Sviluppo <strong>di</strong> strumentazione a bassissimo livello <strong>di</strong> rumore e altissima<br />
sensibilità<br />
responsabile scientifico: Prof. Carmine Ciofi<br />
STUDENTI DEI CORSI DI DOTTORATO DI RICERCA<br />
Andrea Calisto XXIII° ciclo Tecn. Avanz. per l'Optoelett. la Fotonica e Modelliz Elettromagnetica<br />
Alessio Macchiarella XXIII° ciclo Tecn. Avanz. per l'Optoelett. la Fotonica e Modelliz Elettromagnetica<br />
Vito Puliafito XXIII° ciclo Tecn. Avanz. per l'Optoelett. la Fotonica e Modelliz Elettromagnetica<br />
Ridolfo Alessandro XXIII° ciclo Fisica<br />
Roberto La Torre XXIV° ciclo Tecn. Avanz. per l'Optoelett. la Fotonica e Modelliz Elettromagnetica<br />
Simona Lanzafame XXIV° ciclo Tecn. Avanz. per l'Optoelett. la Fotonica e Modelliz Elettromagnetica<br />
Galeano Massimiliano XXIV° ciclo Tecn. Avanz. per l'Optoelett. la Fotonica e Modelliz Elettromagnetica<br />
Lilla Schirò XXIV° ciclo Tecn. Avanz. per l'Optoelett. la Fotonica e Modelliz Elettromagnetica<br />
Gambadoro Antonino XXIV° ciclo Tecn. Avanzate per l’Ingegneria dell’Informazione<br />
D’Andrea Cristiano XXIV° ciclo Fisica<br />
Fina Natale XXIV° ciclo Fisica<br />
Vilar<strong>di</strong> Rocco XXIV° ciclo Fisica<br />
Bramanti Alessia XXV° ciclo Tecn. Avanz. per l'Optoelett. la Fotonica e Modelliz Elettromagnetica<br />
Cucinotta Francesco XXV° ciclo Tecn. Avanz. per l'Optoelett. la Fotonica e Modelliz Elettromagnetica<br />
Fazio Enza XXV° ciclo Tecn. Avanz. per l'Optoelett. la Fotonica e Modelliz Elettromagnetica<br />
Prattella Alessandro XXV° ciclo Tecn. Avanz. per l'Optoelett. la Fotonica e Modelliz Elettromagnetica<br />
Ruggeri Rosa XXV° ciclo Tecn. Avanz. per l'Optoelett. la Fotonica e Modelliz Elettromagnetica<br />
Cacciola Adriano XXV° ciclo Fisica<br />
Latino Mariangela XXV° ciclo Materiali per l'Ambiente e l'Energia (Università <strong>di</strong> Roma "Tor Vergata")<br />
Ing. Giovanni Crupi<br />
Collaboratore a progetto<br />
COLLABORATORI<br />
Titolo ricerca: Caratterizzazione e modellistica <strong>di</strong> <strong>di</strong>spositivi avanzati per la progettazione <strong>di</strong><br />
circuiti ibri<strong>di</strong> e monolitici in tecnologia GaAs e GaN<br />
progetto FIRB ARSEL “Metodologie e tecnologie innovative per radar avionici con antenna<br />
a scansione elettronica (IMT-ARSEL)”<br />
Responsabile scientifico Prof. Alina Caddemi<br />
Decorrenza dal 05/09/2007 al 04/09/<strong>2010</strong><br />
DFMIE - Rapporto attività <strong>2010</strong><br />
6
3. ORGANI DEL DIPARTIMENTO<br />
Sono organi del Dipartimento il Direttore, il Consiglio e la Giunta.<br />
Prof. Fortunato Neri<br />
DIRETTORE (triennio accademico 2007/<strong>2010</strong>)<br />
CONSIGLIO DI DIPARTIMENTO (triennio accademico 2007/<strong>2010</strong>)<br />
Prof. Fortunato Neri Presidente<br />
Sig.ra Giuseppa La Spada Segretario Amministrativo<br />
Prof. Antonella Arena Associato<br />
Prof. Bruno Azzerboni Or<strong>di</strong>nario<br />
Prof. Fer<strong>di</strong>nando Borghese Associato<br />
Prof. Alina Caddemi Associato<br />
Prof. Carmine Ciofi Associato<br />
Prof. Paolo Denti Associato<br />
Prof. Umberto Giorgianni Associato<br />
Prof. Raffaello Girlanda Or<strong>di</strong>nario<br />
Prof. Giovanna Martino Associato<br />
Prof. Angela Maria Mezzasalma Associato<br />
Prof. Guglielmo Mon<strong>di</strong>o Or<strong>di</strong>nario<br />
Prof. Fortunato Neri Or<strong>di</strong>nario<br />
Prof. Gaetano Saitta Or<strong>di</strong>nario<br />
Prof. Letteria Silipigni Associato<br />
Dott. Giuseppe Campobello Ricercatore<br />
Dott. Nicola Donato Ricercatore<br />
Dott. Salvatore Patanè Ricercatore<br />
Dott. Rosalba Saija Ricercatore<br />
Dott. Salvatore Savasta Ricercatore<br />
Dott. Graziella Scandurra Ricercatore<br />
Dott. Salvatore Serrano Ricercatore<br />
Dott. Lilla Schirò Rappresentante dottoran<strong>di</strong> <strong>di</strong> ricerca (biennio accademico 2008/<strong>2010</strong>)<br />
Dott. Giovanni Finocchio Rappresentante assegnisti <strong>di</strong> ricerca (biennio accademico 2008/<strong>2010</strong>)<br />
Dott. Silvana Interdonato Rappresentante personale T/A (triennio accademico 2009/2012)<br />
DFMIE - Rapporto attività <strong>2010</strong><br />
7
GIUNTA DI DIPARTIMENTO (triennio accademico 2007/<strong>2010</strong>)<br />
Prof. Fortunato Neri Presidente<br />
Sig.ra Giuseppa La Spada Segretario Amministrativo<br />
Prof. Bruno Azzerboni Responsabile Sezione Ingegneria Elettrica ed Elettronica<br />
Prof. Guglielmo Mon<strong>di</strong>o Responsabile Sezione Fisica <strong>della</strong> Materia<br />
Prof. Alina Caddemi Associato<br />
Prof. Letteria Silipigni Associato<br />
Dott. Nicola Donato Ricercatore<br />
Dott. Salvatore Savasta Ricercatore<br />
DFMIE - Rapporto attività <strong>2010</strong><br />
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4. ATTIVITA’ DIDATTICA<br />
Il Dipartimento fornisce supporto alle attività <strong>di</strong>dattiche svolte dai docenti, che nell’a.a.<br />
2009/<strong>2010</strong> hanno tenuto numerosi insegnamenti, riferiti a corsi <strong>di</strong> stu<strong>di</strong>o <strong>di</strong> vario livello,<br />
prevalentemente nell’ambito delle Facoltà <strong>di</strong> Scienze MM.FF.NN. e <strong>di</strong> Ingegneria.<br />
Altri insegnamenti si riferiscono a corsi <strong>di</strong> stu<strong>di</strong>o <strong>di</strong> altre Facoltà dell’Ateneo (Me<strong>di</strong>cina e Chirurgia,<br />
Farmacia).<br />
INSEGNAMENTI A.A. 2009/<strong>2010</strong><br />
INSEGNAMENTO DOCENTE CORSO <strong>di</strong> LAUREA FACOLTA’<br />
Laboratorio <strong>di</strong> Micro-Optoelettronica F. Neri Fisica Scienze MM.FF.NN.<br />
Fisica II con esercitazioni F. Neri Chimica Scienze MM.FF.NN.<br />
Spettroscopia F. Neri Fisica (L.M.) Scienze MM.FF.NN.<br />
Elettrotecnica B. Azzerboni Ingegneria Civile Ingegneria<br />
Elettrotecnica B. Azzerboni Ingegneria E<strong>di</strong>le Ingegneria<br />
Elettrotecnica B. Azzerboni Ingegneria Navale Ingegneria<br />
Elettrotecnica B. Azzerboni Ingegneria Industriale Ingegneria<br />
Elettronica 1 A. Caddemi Ing. Elettronica Ingegneria<br />
Componenti e Circuiti a Microonde A. Caddemi Ing. Elettronica Ingegneria<br />
Elettronica delle Microonde A. Caddemi Ing. Elettronica Ingegneria<br />
Struttura <strong>della</strong> Materia S. Patanè Ingegneria Industriale Ingegneria<br />
Struttura <strong>della</strong> Materia II S. Patanè Ingegneria dei Materiali Ingegneria<br />
Fotonica S. Patanè Ingegneria Elettronica Ingegneria<br />
Abilità informatiche S. Patanè Scuola <strong>di</strong> Specializzaz. Farmacia<br />
Sistemi Elettronici N. Donato Ing. Elettronica Ingegneria<br />
Tecnologie Elettroniche N. Donato Ing. Elettronica Ingegneria<br />
Elettronica delle Telecomunicazioni N. Donato Ing. Elettronica (L.M.) Ingegneria<br />
Misure Elettriche ed Elettroniche N. Donato<br />
DFMIE - Rapporto attività <strong>2010</strong><br />
Tecniche <strong>di</strong><br />
Neurofisiopatologia<br />
Me<strong>di</strong>cina<br />
Fisica dello stato solido L. Silipigni Chimica (L.M.) Scienze MM.FF.NN.<br />
Fisica dei Materiali L. Silipigni Fisica (L.M.) Scienze MM.FF.NN.<br />
Fisica <strong>della</strong> <strong>materia</strong> A L. Silipigni Fisica Scienze MM.FF.NN.<br />
Elettronica 2 G. Scandurra Ing. Elettronica Ingegneria<br />
Microelettronica 1 G. Scandurra Ing. Elettronica (L.S.) Ingegneria<br />
Microelettronica 2 G. Scandurra Ing. Elettronica (L.S.) Ingegneria<br />
Dispositivi Elettronici C. Ciofi Ing. Elettronica Ingegneria<br />
9
Elettronica dei sistemi <strong>di</strong>gitali C. Ciofi Ing. Elettronica Ingegneria<br />
Elettronica dei sistemi <strong>di</strong>gitali C. Ciofi Ing. Inf.e delle Telecom. Ingegneria<br />
Elettronica dei sistemi <strong>di</strong>gitali 2 C. Ciofi Ing. Elettronica Ingegneria<br />
Elettronica <strong>di</strong>gitale 2 C. Ciofi Ing. Informatica Ingegneria<br />
Fisica G. Saitta Ing. Elettronica ed Inf. Ingegneria<br />
Meto<strong>di</strong> <strong>di</strong> Osservazione e Misure A. Arena Ing. Elettronica Ingegneria<br />
Teoria dei Segnali A. Arena Ing. Elettronica Ingegneria<br />
Teoria dei Segnali A. Arena Ing. Inf.e delle Telecom. Ingegneria<br />
Teoria dei Segnali A. Arena Ing. Informatica Ingegneria<br />
Istituzioni <strong>di</strong> Fisica Teorica F. Borghese Fisica Scienze MM.FF.NN.<br />
Fisica quantistica F. Borghese Fisica (L.M.) Scienze MM.FF.NN.<br />
Comunicazioni elettriche G. Campobello Ing. Elettronica Ingegneria<br />
Comunicazioni elettriche II G. Campobello Ing. Informatica (L.M.) Ingegneria<br />
Reti <strong>di</strong> comunicazioni G. Campobello Informatica (L.M.) Scienze MM.FF.NN.<br />
Sistemi <strong>di</strong> telecomunicazioni S. Serrano Ing Inf.e delle Telecom. Ingegneria<br />
Reti <strong>di</strong> telecomunicazioni S. Serrano Ing Informatica (L.M.) Ingegneria<br />
Introduzione alla Spettroscopia A.M. Mezzasalma Fisica Scienze MM.FF.NN.<br />
Tecn. <strong>di</strong> Micro-Optoelettronica mod A<br />
e B<br />
Tecniche Archeometriche A.M. Mezzasalma<br />
A.M. Mezzasalma Fisica (L.M.) Scienze MM.FF.NN.<br />
DFMIE - Rapporto attività <strong>2010</strong><br />
Tutela e gestione<br />
dell’Ambiente<br />
Scienze MM.FF.NN<br />
Fisica modulo I e II A.M. Mezzasalma Informatica Scienze MM.FF.NN<br />
Fisica Generale con esercitazioni G. Mon<strong>di</strong>o<br />
Scienze dell’ambiente e<br />
natura<br />
Scienze MM.FF.NN<br />
Laboratorio <strong>di</strong> Fisica applicata G. Mon<strong>di</strong>o Fisica (L.M.) Scienze MM.FF.NN<br />
Chimica Fisica delle Superfici G. Mon<strong>di</strong>o Fisica (L.M.) Scienze MM.FF.NN<br />
Meto<strong>di</strong> <strong>di</strong> Calcolo Numerico S. Savasta Fisica Scienze MM.FF.NN<br />
Fisica Sistemi Mesosc. e delle<br />
Nanostrutt.<br />
S. Savasta Fisica (L.M.) Scienze MM.FF.NN<br />
Campi Elettromagnetici S. Savasta Ingegneria Elettronica Ingegneria<br />
Campi Elettromagnetici S. Savasta Ing Inf.e delle Telecom. Ingegneria<br />
Struttura <strong>della</strong> <strong>materia</strong> R. Girlanda Ing. Elettronica Ingegneria<br />
Fisica dei semiconduttori R. Girlanda Ing. Elettronica Ingegneria<br />
Fotonica R. Girlanda Ing. Elettronica Ingegneria<br />
Fisica ed Elementi <strong>di</strong> calcolo<br />
matematico e statistico<br />
R. Girlanda<br />
Chimica e tecnologie<br />
farmaceutiche<br />
Farmacia<br />
Fisica Ambiente G. Martino Fisica (L.M.) Scienze MM.FF.NN.<br />
Crittografia G. Martino Informatica Scienze MM.FF.NN.<br />
Algoritmi per la Sicurezza Informatica G. Martino Informatica Scienze MM.FF.NN.<br />
10
Fisica G. Martino Farmacia Farmacia<br />
Fisica U. Giorgianni<br />
DFMIE - Rapporto attività <strong>2010</strong><br />
Scienze dell’Enogastron<br />
Me<strong>di</strong>terranea e Salute<br />
Me<strong>di</strong>cina<br />
Elettronica dei Sistemi <strong>di</strong>gitali U. Giorgianni Informatica Scienze MM.FF.NN.<br />
Laboratorio <strong>di</strong> Fisica II B U. Giorgianni Fisica Scienze MM.FF.NN.<br />
Elettronica (analisi e progetti U. Giorgianni Fisica Scienze MM.FF.NN.<br />
11
5. DOTTORATI DI RICERCA<br />
Il Dottorato <strong>di</strong> Ricerca in “Tecnologie Avanzate per l'Optoelettronica e la Fotonica e<br />
Modellizzazione Elettromagnetica”, con sede amministrativa presso il Dipartimento <strong>di</strong> Fisica <strong>della</strong><br />
Materia e Ingegneria Elettronica, nasce come completamento del corso <strong>di</strong> stu<strong>di</strong> in Ingegneria<br />
Elettronica ed Ingegneria dei Materiali offerto dall’Università <strong>di</strong> Messina.<br />
Esso fonda le sue specificità sulla più che decennale esperienza <strong>di</strong> ricerca sviluppata nell'ambito <strong>della</strong><br />
Optoelettronica e <strong>della</strong> Fotonica allo scopo <strong>di</strong> formare esperti <strong>di</strong> alta specializzazione in grado <strong>di</strong><br />
affrontare consapevolmente tematiche <strong>di</strong> ricerca o applicative nel settore industriale e<br />
dell'informazione, dotati <strong>di</strong> un profilo multi<strong>di</strong>sciplinare che consenta un proficuo inserimento nel<br />
mercato del lavoro e <strong>della</strong> ricerca applicata.<br />
Coor<strong>di</strong>natore<br />
Prof. Raffaello Girlanda<br />
Collegio Docenti<br />
Prof. Antonella Arena<br />
Prof. Bruno Azzerboni<br />
Prof. Alina Caddemi<br />
Dott. Giuseppe Campobello<br />
Dott. Nicola Donato<br />
Prof. Giovanna Martino<br />
Prof. Angela Maria Mezzasalma<br />
Prof. Fortunato Neri<br />
Dott. Salvatore Patanè<br />
Dott. Rosalba Saija<br />
Prof. Gaetano Saitta<br />
Dott. Salvatore Savasta<br />
Dott. Salvatore Serrano<br />
Prof. Letteria Silipigni<br />
DFMIE - Rapporto attività <strong>2010</strong><br />
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INSEGNAMENTI SCUOLA DI DOTTORATO<br />
Tecnologie Avanzate per l'Optoelettronica e la Fotonica e Modellizzazione Elettromagnetica<br />
A.A. 2009/<strong>2010</strong><br />
INSEGNAMENTO DOCENTE<br />
Laboratorio <strong>di</strong> elaborazone numerica dei segnali au<strong>di</strong>o/video e delle immagini<br />
per applicazioni <strong>di</strong> microscopia e spettroscopia ottica<br />
DFMIE - Rapporto attività <strong>2010</strong><br />
S. Serrano<br />
Laboratorio per la sperimentazione <strong>di</strong> sistemi <strong>di</strong> comunicazione G. Campobello<br />
Sistemi <strong>di</strong> controllo applicati alla microscopia G. Campobello<br />
Metodologie e tecnologie per la crescita <strong>di</strong> strutture a film sottile e multistrato F. Neri<br />
Microscopia con sonda a scansione L. Silipigni<br />
Presso il Dipartimento <strong>di</strong> Fisica <strong>della</strong> Materia e Ingegneria Elettronica operano, per le loro attività <strong>di</strong><br />
ricerca, anche studenti <strong>di</strong> corsi <strong>di</strong> Dottorato <strong>di</strong> ricerca, attivati presso altre strutture, ed in<br />
particolare:<br />
Coor<strong>di</strong>natore<br />
Prof. Lorenzo Torrisi<br />
Docenti partecipanti al collegio<br />
Prof. Fer<strong>di</strong>nando Borghese<br />
Prof. Paolo Denti<br />
Prof. Guglielmo Mon<strong>di</strong>o<br />
Dottorato <strong>di</strong> Ricerca in “Fisica”<br />
INSEGNAMENTI SCUOLA DI DOTTORATO<br />
Fisica<br />
A.A. 2009/<strong>2010</strong><br />
INSEGNAMENTO DOCENTE<br />
Scattering elettromagnetico F. Borghese<br />
Coor<strong>di</strong>natore<br />
Dottorato <strong>di</strong> Ricerca in “Tecnologie Avanzate per l’Ingegneria dell’Informazione”<br />
Prof. Antonio Puliafito<br />
Docenti partecipanti al collegio<br />
Prof. Carmine Ciofi<br />
13
6. TESI DI LAUREA<br />
MARIA CHIARA SPADARO<br />
Titolo: Ablazione laser in liqui<strong>di</strong><br />
Relatore: Prof. F. Neri<br />
LAUREA TRIENNALE IN FISICA<br />
ANNA BASILE<br />
Titolo: Raggi X e neutroni: due sonde per la caratterizzazione dei <strong>materia</strong>li<br />
Relatore: Prof. L. Silipigni<br />
ROCCO GENOVESE<br />
Titolo: Celle fotovoltaiche sensibilizzate con coloranti: stato dell’arte e potenziali sviluppi<br />
Relatore: Prof. L. Silipigni<br />
FABIO NIOSI<br />
Titolo: Tecniche <strong>di</strong> Ablazione Laser e loro applicazioni<br />
Relatore: Prof. A.M. Mezzasalma<br />
LAUREA IN INGEGNERIA (V.O.)<br />
GIANLUCA CONTE<br />
Titolo: Modelizzazione <strong>di</strong> meta <strong>materia</strong>li formati da wire ferromagnetici<br />
Relatore: Prof. B. Azzerboni<br />
ANTONIO PIRRI<br />
Titolo: Effetto <strong>della</strong> <strong>di</strong>rezione del campo applicato nella linewidth <strong>di</strong> oscillatori spintronici<br />
Relatore: Prof. B. Azzerboni<br />
FRANCESCO LA ROCCA<br />
Titolo: Progetto <strong>di</strong> un amplificatore <strong>di</strong> tensione a bassissimo livello <strong>di</strong> rumore<br />
Relatore: Prof. C. Ciofi<br />
DAVIDE ALOISIO<br />
Titolo: Tecnologie ed Applicazioni per sensori SAW<br />
Relatore: Dott. N. Donato<br />
SALVATORE RAO<br />
Titolo: Stu<strong>di</strong>o <strong>di</strong> sistemi in retroazione<br />
Relatore: Dott. G. Scandurra<br />
DFMIE - Rapporto attività <strong>2010</strong><br />
14
LAUREA IN INGEGNERIA (N.O.)<br />
GABRIELLA SANTUCCIO<br />
Titolo: Convertitore tensione-tensione per la generazione <strong>di</strong> tensioni <strong>di</strong> correzione<br />
svincolate dal riferimento <strong>di</strong> massa<br />
Relatore: Prof. C. Ciofi<br />
STEFANO TROCINO<br />
Titolo: Progetto e realizzazione <strong>di</strong> un sistema per la caratterizzazione <strong>di</strong> array <strong>di</strong> sensori<br />
QCM<br />
Relatore: Dott. N. Donato<br />
DARIO BUTTA’<br />
Titolo: Sviluppo e caratterizzazione elettrica <strong>di</strong> sensori resistivi per il monitoraggio <strong>di</strong><br />
ammoniaca<br />
Relatore: Dott. N. Donato<br />
EMANUELE CARDILLO<br />
Titolo: Sviluppo <strong>di</strong> circuiti oscillanti per la caratterizzazione elettrica <strong>di</strong> sensori Surface<br />
Acoustic Wave (SAW)<br />
Relatore: Dott. N. Donato<br />
FABIO MALFITANO<br />
Titolo: Sviluppo dell’elettronica <strong>di</strong> trasduzione per la caratterizzazione <strong>di</strong> sensori<br />
capacitivi<br />
Relatore: Dott. N. Donato<br />
LETTERIO MALFITANO<br />
Titolo: Sviluppo del software <strong>di</strong> gestione per un sistema <strong>di</strong> caratterizzazione <strong>di</strong><br />
sensori capacitivi<br />
Relatore: Dott. N. Donato<br />
GABRIELE MAIMONE<br />
Titolo: Caratterizzazione e Modellistica da estrazione <strong>di</strong>retta per sensori QCM<br />
Relatore: Dott. N. Donato<br />
ADELE DE DOMENICO<br />
Titolo: Progetto e implementazione <strong>di</strong> una SAM (static analog memory)<br />
riconfigurabile<br />
Relatore: Prof. C. Ciofi<br />
MARIO AQUILA<br />
Titolo: Modellizzazione <strong>di</strong> transistori in tecnologia LDMOS<br />
Relatore: Dott. G. Scandurra<br />
ALESSIO BALLERINO<br />
Titolo: Progetto e simulazione <strong>di</strong> un VCO in tecnologia CMOS a 130 nm<br />
Relatore: Dott. G. Scandurra<br />
DFMIE - Rapporto attività <strong>2010</strong><br />
15
ANTONIO DE MARCO<br />
Titolo: Stu<strong>di</strong>o e confronto <strong>di</strong> <strong>di</strong>versi generatori <strong>di</strong> corrente integrati<br />
Relatore: Dott. G. Scandurra<br />
NICO FALCONE<br />
Titolo: Misure <strong>di</strong> rumore per la caratterizzazione <strong>di</strong> componenti passivi<br />
Relatore: Dott. G. Scandurra<br />
GIOVANNI LEONE<br />
Titolo: Sistema <strong>di</strong> controllo per misure <strong>di</strong> tensione ad alta sensibilità<br />
Relatore: Dott. G. Scandurra<br />
GIOVANNI MANFREDI<br />
Titolo: Progetto e realizzazione <strong>di</strong> un ULNA <strong>di</strong>fferenziale<br />
Relatore: Dott. G. Scandurra<br />
GINO MOLINO<br />
Titolo: Progettazione e simulazione <strong>di</strong> un LNA (Low Noise Amplifier) in<br />
configurazione <strong>di</strong>fferenziale in tecnologia CMOS per applicazioni a 1GHz<br />
Relatore: Dott. G. Scandurra<br />
SANTI CONCETTO PAVONE<br />
Titolo: Caratterizzazione <strong>di</strong> Resistenze su Substrato Flessibile<br />
Relatore: Dott. G. Scandurra<br />
GIUSEPPE ROMANO<br />
Titolo: Camera termica per la caratterizzazione <strong>di</strong> <strong>di</strong>spositivi e circuiti elettronici<br />
Relatore: Dott. G. Scandurra<br />
GIUSEPPE RUSSO<br />
Titolo: Analisi e progettazione <strong>di</strong> un DOHERTY RFPA<br />
Relatore: Dott. G. Scandurra<br />
ANTONIO TORTORA<br />
Titolo: Stu<strong>di</strong>o e progetto <strong>di</strong> oscillatori lineari al quarzo<br />
Relatore: Dott. G. Scandurra<br />
CARMELO ZACCONE<br />
Titolo: Progettazione e simulazione <strong>di</strong> un amplificatore operazionale in tecnologia<br />
CMOS<br />
Relatore: Dott. G. Scandurra<br />
CRISTINA MAZZAGLIA<br />
Titolo: Misura del Rapporto Segnale Rumore me<strong>di</strong>ante tecniche <strong>di</strong> Software Ra<strong>di</strong>o<br />
Relatore: Dott. G. Campobello<br />
ANTONIO SCARSO<br />
Titolo: Elaborazione Numerica <strong>di</strong> Segnali ECG<br />
Relatore: Dott. G. Campobello<br />
DFMIE - Rapporto attività <strong>2010</strong><br />
16
GIUSEPPE SALVO<br />
Titolo: Caratterizzazione sperimentale <strong>di</strong> FET a microonde<br />
Relatore: Prof. A. Caddemi<br />
CLAUDIO TASCONE<br />
Titolo: Reti MFN e SFN per il broadcasting televisivo<br />
Relatore: Dott. S. Serrano<br />
GIOVANNI GIRONE<br />
Titolo: Sistema <strong>di</strong> caratterizzazione termica <strong>di</strong> resistenze su substrato flessibile<br />
Relatore: Dott. G. Scandurra<br />
SALVATORE DE FRANCESCO<br />
Titolo: Realizzazione <strong>di</strong> uno spettrometro in linguaggio VHDL per la ra<strong>di</strong>oastronomia<br />
Relatore: Prof. A. Caddemi<br />
ANNA GIORDANO<br />
Titolo: Implementazione software parallelo su architettura CUDA TM per applicazioni <strong>di</strong><br />
spintronics<br />
Relatore: Prof. B. Azzerboni<br />
EUGENIO CRIMA<br />
Titolo: Dinamiche <strong>di</strong> solitoni magnetici ottenute me<strong>di</strong>ante correnti spin-polarizzate<br />
fortemente localizzate<br />
Relatore: Prof. B. Azzerboni<br />
GIOVANNI FERRO<br />
Titolo: Modellizzazione <strong>di</strong> nano-oscillatori spintronici realizzati con spin-valves tapered<br />
Relatore: Prof. B. Azzerboni<br />
GIUSEPPINA CARDILE<br />
Titolo: Sistemi <strong>di</strong> filtraggio finalizzati all’estrazione <strong>di</strong> features in segnali <strong>di</strong> pressione<br />
intracranica<br />
Relatore: Prof. B. Azzerboni<br />
DFMIE - Rapporto attività <strong>2010</strong><br />
17
7. ATTIVITA’ DI RICERCA<br />
L’attività <strong>di</strong> ricerca sviluppata dal Dipartimento nel corso dell’anno <strong>2010</strong> si è articolata nelle<br />
seguenti tematiche:<br />
Responsabile Prof. A. Arena<br />
SEZIONE DI FISICA DELLA MATERIA<br />
• Materiali e tecnologie innovative per l'elettronica flessibile<br />
Responsabile Prof. F. Borghese<br />
• Intrappolamento e manipolazione <strong>di</strong> particelle nanometriche.<br />
• Proprietà delle particelle che compongono il mezzo interstellare<br />
Responsabile Prof. R. Girlanda<br />
• Proprietà ottiche <strong>di</strong> semiconduttori<br />
Responsabile Prof.ssa A.M. Mezzasalma<br />
• Stu<strong>di</strong>o <strong>di</strong> plasmi in non equilibrio generati da impulsi laser<br />
Responsabile Prof. G. Mon<strong>di</strong>o<br />
• Analisi chimico-fisiche applicate allo stu<strong>di</strong>o <strong>di</strong> reperti archeologici metallici, ceramici e<br />
Responsabile Prof. F. Neri<br />
lapidei <strong>di</strong> interesse storico-artistico<br />
• Strati sottili e <strong>materia</strong>li nanostrutturati<br />
Responsabile Dott. S. Patanè<br />
• Nano-ottica microscopia e spettroscopia snom<br />
• Nanoscienze e nanotecnologie applicate alla fotonica ed all’optoelettronica<br />
• Caratterizzazione elettrica micro strutturale ed infrarossa <strong>di</strong> <strong>di</strong>spositivi per<br />
applicazioni <strong>di</strong> potenza<br />
Responsabile Prof. L. Silipigni<br />
• Sintesi e caratterizzazione ottica ed elettronica <strong>di</strong> film <strong>di</strong> <strong>materia</strong>li polifunzionali ibri<strong>di</strong><br />
organico-inorganici<br />
DFMIE - Rapporto attività <strong>2010</strong><br />
18
Responsabile Prof. B. Azzerboni<br />
SEZIONE DI INGEGNERIA ELETTRICA ED ELETTRONICA<br />
• Modellizzazione <strong>di</strong> <strong>materia</strong>li ferromagnetici in <strong>di</strong>spositivi spintronici.<br />
• Stu<strong>di</strong>o su un nuovo metodo d’investigazione per la patologia neurologica detta<br />
“Idrocefalo I<strong>di</strong>opatico Normoteso” me<strong>di</strong>ante l’analisi e l’interpretazione <strong>di</strong> segnali <strong>di</strong><br />
pressione intracranica<br />
Responsabile Prof.ssa A. Caddemi<br />
• Caratterizzazione, modellistica e progettazione <strong>di</strong> componenti e circuiti a microonde<br />
Responsabile Prof. C. Ciofi<br />
• Progettazione e realizzazione <strong>di</strong> strumentazione a bassissimo livello <strong>di</strong> rumore<br />
Responsabile Dott. G. Campobello.<br />
• Reti <strong>di</strong> sensori wireless<br />
• Co<strong>di</strong>fica <strong>di</strong> canale e <strong>di</strong> rete<br />
• Elaborazione numerica dei segnali per le telecomunicazioni<br />
Responsabile Dott. N. Donato.<br />
• Metodologie <strong>di</strong> sviluppo e caratterizzazione <strong>di</strong> sensori <strong>di</strong> gas e composti organici<br />
volatili.<br />
Responsabile Dott. G. Scandurra<br />
• Progetto <strong>di</strong> circuiti integrati e a componenti <strong>di</strong>screti per applicazioni specifiche<br />
Responsabile Dott. S. Serrano.<br />
• Trasmissione <strong>di</strong> traffico real-time su Wireless Mesh Networks<br />
• Algoritmi per il riconoscimento e la classificazione del segnale vocale<br />
• Elaborazione numerica dei segnali applicata ai segnali biome<strong>di</strong>cali<br />
DFMIE - Rapporto attività <strong>2010</strong><br />
19
MATERIALI E TECNOLOGIE INNOVATIVE PER L'ELETTRONICA FLESSIBILE<br />
RESPONSABILE<br />
COMPONENTI<br />
Antonella Arena<br />
Gaetano Saitta<br />
Carmine Ciofi<br />
Graziella Scandurra<br />
COLLABORAZIONI SCIENTIFICHE ESTERNE<br />
ATTIVITÀ<br />
Dipartimento <strong>di</strong> Chimica Industriale e Ingegneria dei Materiali<br />
L’attività <strong>di</strong> ricerca è stata incentrata sullo sviluppo <strong>di</strong> tecnologie innovative per la realizzazione <strong>di</strong><br />
<strong>di</strong>spositivi elettronici su substrato flessibile e sulla progettazione, la realizzazione e la<br />
caratterizzazione <strong>di</strong> sensori chimici e reti <strong>di</strong> sensori. I <strong>di</strong>spositivi sono stati realizzati avvalendosi <strong>di</strong><br />
tecniche per il processing <strong>di</strong> film sottili e strutture multistrato quali l’evaporazione termica<br />
sottovuoto e lo spin-coating, unitamente a sistemi per l’applicazione automatizzata <strong>di</strong> inchiostri<br />
conduttivi compatibili con la tecnologia RFID. Tra i risultati conseguiti sono stati realizzati sensori<br />
flessibili all-organic, costituiti da uno strato <strong>di</strong> polianilina depositato su comuni trasparenze per<br />
stampanti laser. Allo scopo <strong>di</strong> applicare sul <strong>materia</strong>le attivo dei pattern conduttivi da adoperare<br />
come elettro<strong>di</strong>, è stato fatto uso <strong>di</strong> un inchiostro costituito da una <strong>di</strong>spersione acquosa <strong>di</strong> nanotubi<br />
<strong>di</strong> carbonio. A <strong>di</strong>spetto <strong>della</strong> semplicità <strong>della</strong> tecnologia <strong>di</strong> realizzazione e del costo contenuto, i<br />
sensori realizzati hanno mostrato <strong>di</strong> essere in grado <strong>di</strong> rivelare in maniera riproducibile la presenza<br />
<strong>di</strong> ammoniaca a temperatura ambiente, con una soglia dell’or<strong>di</strong>ne <strong>di</strong> una decina <strong>di</strong> ppm.<br />
DFMIE - Rapporto attività <strong>2010</strong><br />
20
INTRAPPOLAMENTO E MANIPOLAZIONE DI PARTICELLE<br />
NANOMETRICHE. PROPRIETÀ DELLE PARTICELLE CHE COMPONGONO IL<br />
MEZZO INTERSTELLARE<br />
RESPONSABILE<br />
COMPONENTI<br />
Fer<strong>di</strong>nando Borghese<br />
Paolo Denti<br />
Rosalba Saija<br />
COLLABORAZIONI SCIENTIFICHE ESTERNE<br />
ATTIVITÀ<br />
O. Maragò, M.A. Iatì (Istituto per i processi chimico fisici del CNR Messina)<br />
D. A. Williams (University College London)<br />
C. Cecchi-Pestellini (INAF Osservatorio Astronomico <strong>di</strong> Cagliari)<br />
Si sono stu<strong>di</strong>ati i processi <strong>di</strong> intrappolamento e manipolazine <strong>di</strong> particelle nanometriche sia<br />
<strong>di</strong>elettriche che metalliche riuscendo a spiegare l'effetivo intrappolamento come effetto del<br />
riscaldamento locale del mezzo dovuto alla concentrazione <strong>di</strong> energia prodotta dall'eccitazione dai<br />
plasmoni superficiali. L'accordo con i dati sperimentali si è rivelato ottimo.<br />
Si sono anche stu<strong>di</strong>ate le rotazioni <strong>di</strong> nanofibre, le quali a causa del loro elevato "aspect ratio",<br />
durante il processo <strong>di</strong> intrappolamento ottico, compiono particolari moti <strong>di</strong> precessione.<br />
Infine si è stu<strong>di</strong>ato il processo <strong>di</strong> depolarizazione <strong>della</strong> luce UV sulla superficie <strong>di</strong> particelle<br />
composite che molto probabilmente sono presenti nei <strong>di</strong>schi protoplanetarii.<br />
DFMIE - Rapporto attività <strong>2010</strong><br />
21
RESPONSABILE<br />
COMPONENTI<br />
PROPRIETA’ OTTICHE DI SEMICONDUTTORI<br />
Raffaello Girlanda<br />
Giovanna Martino<br />
Salvatore Savasta<br />
COLLABORAZIONI SCIENTIFICHE ESTERNE<br />
ATTIVITÀ<br />
Fausto Rossi (Politecnico <strong>di</strong> Torino)<br />
Vincenzo Savona (Politecnico Federale <strong>di</strong> Losanna - Svizzera)<br />
Stefano Portolan (CNRS Institut Néel)<br />
La ricerca è stata incentrata sullo stu<strong>di</strong>o dell'interazione risonante luce-<strong>materia</strong> in sistemi confinati <strong>di</strong><br />
semiconduttore includendo nella descrizione gli effetti <strong>della</strong> quantizzazione del campo<br />
elettromagnetico. La rilevante capacità <strong>di</strong> interazione delle eccitazioni elettroniche unitamente alle<br />
<strong>di</strong>mensioni compatte, rende questi sistemi particolarmente promettenti per la realizzazione <strong>di</strong> <strong>di</strong><br />
amplificatori ultraveloci, <strong>di</strong> sorgenti <strong>di</strong> luce non classica e per l'implementazione <strong>di</strong> circuiteria<br />
quantistica per il processing dell'informazione.<br />
Questo gruppo <strong>di</strong> ricerca ha contribuito alla prima verifica sperimentale <strong>di</strong> queste possibilità, e<br />
intende quin<strong>di</strong> proseguire lungo questa strada. Inoltre il gruppo ha sviluppato una teoria<br />
microscopica <strong>della</strong> fotoluminescenza risolta spazialmente in sistemi <strong>di</strong> punti quantici <strong>di</strong><br />
semiconduttore. La teoria fornisce la base per la comprensione degli esperimenti <strong>di</strong><br />
fotoluminescenza e fotoluminescenza a eccitazione.<br />
La teoria sviluppata è stata applicata a situazioni <strong>di</strong> interesse sperimentale e tecnologico.<br />
DFMIE - Rapporto attività <strong>2010</strong><br />
22
STUDIO DI PLASMI IN NON EQUILIBRIO GENERATI DA IMPULSI LASER<br />
RESPONSABILE<br />
COMPONENTI<br />
Angela Maria Mezzasalma<br />
Mon<strong>di</strong>o Guglielmo<br />
Lanzafame Simona studente del Dottorato in Tecnologie Avanzate per<br />
l’Optoelettronica e la Fotonica e Modellizzazione Elettromagnetica<br />
COLLABORAZIONI SCIENTIFICHE ESTERNE<br />
ATTIVITÀ<br />
J. Wolowski, Institute of Plasma Physics and Laser Microfusion <strong>di</strong> Varsavia,<br />
L. Laska Institute of Physics, Academy of Sciences of the Czech Republic, Prague<br />
J. Krasa Institute of Physics, Academy of Sciences of the Czech Republic, Prague<br />
S. Gammino LNS-INFN Catania<br />
V. Nassisi Dipartimento <strong>di</strong> Fisica Università <strong>di</strong> Lecce<br />
Sulla base <strong>della</strong> collaborazione scientifica con ricercatori del LNS <strong>di</strong> Catania e del Institute of Physics<br />
of Prague (ASCR) è stato possibile l’utilizzo <strong>di</strong> una sorgente laser pulsata <strong>di</strong> alta potenza che ha<br />
permesso <strong>di</strong> indurre ablazione in target soli<strong>di</strong> e produrre, in vuoto, un plasma in non equilibrio con<br />
il quale generare emissione <strong>di</strong> ioni ad elevato stato <strong>di</strong> carica e ad elevata energia cinetica.<br />
Il plasma generato è formato da elettroni, ioni, atomi, clusters e microparticelle sia carichi che<br />
neutri, fotoni a <strong>di</strong>versa lunghezza d’onda, dal vicino IR all’UV e fino al campo dei raggi X.<br />
Parte <strong>della</strong> ricerca, volta a stu<strong>di</strong>are la produzione del plasma, è stata svolta presso il laboratorio <strong>di</strong><br />
spettroscopia <strong>di</strong> massa in cui sono presenti oltre ad un sofisticato quadrupolo <strong>di</strong> massa in grado <strong>di</strong><br />
rivelare sia ioni positivi che negativi oltre che le specie neutre e <strong>di</strong> determinarne l’energia fino ad un<br />
KeV, anche un laser Nd-YAG impulsato.<br />
Questa apparecchiatura ha permesso <strong>di</strong> calcolare le temperature delle specie neutre e quelle degli<br />
ioni prodotti che sono dell’or<strong>di</strong>ne del centinaio <strong>di</strong> eV.<br />
Per quanto riguarda l’utilizzo degli ioni prodotti con intensi fasci laser risultati sod<strong>di</strong>sfacenti sono già<br />
stati ottenuti nel campo dell’impiantazione ionica ottenendo campioni <strong>di</strong> carbonio amorfo<br />
impiantati con ioni <strong>di</strong> rame, tantalio e argento e germanio con energie dell’or<strong>di</strong>ne del MeV.<br />
DFMIE - Rapporto attività <strong>2010</strong><br />
23
Quello presentato rappresenta un metodo alternativo <strong>di</strong> mo<strong>di</strong>fica strutturale dei <strong>materia</strong>li, poiché a<br />
<strong>di</strong>fferenza dei tra<strong>di</strong>zionali impiantatori viene, in questo caso, utilizzato un fascio non<br />
monocromatico <strong>di</strong> ioni che permette <strong>di</strong> mo<strong>di</strong>ficare gli strati sottostanti la superficie con un profilo<br />
<strong>di</strong>verso da quello gaussiano normalmente ottenuto. Questo processo potrebbe risultare utile in tutti<br />
quei casi in cui si rende necessario realizzare impiantazioni con profili non gaussiani e per cui<br />
l’utilizzo dei tra<strong>di</strong>zionali impiantatori richiederebbe il ricorso a impiantazioni successive, con grosso<br />
<strong>di</strong>spen<strong>di</strong>o <strong>di</strong> energie e <strong>di</strong> tempo.<br />
Il processo <strong>di</strong> produzione del plasma è stato stu<strong>di</strong>ato con l’obiettivo <strong>di</strong> massimizzare la frazione <strong>di</strong><br />
ionizzazione, lo stato <strong>di</strong> carica e l’emissione ionica, minimizzando allo stesso tempo la <strong>di</strong>stribuzione<br />
angolare degli ioni prodotti, l’emissione <strong>di</strong> clusters e <strong>di</strong> micro-particelle e la <strong>di</strong>stribuzione energetica<br />
per stato <strong>di</strong> carica degli ioni. Particolare interesse è stato rivolto all’ablazione <strong>di</strong> target <strong>di</strong> tipo<br />
metallico altofondente e alla produzione <strong>di</strong> ioni pesanti ad elevato stato <strong>di</strong> carica.<br />
Sono stati inoltre stu<strong>di</strong>ati i film <strong>di</strong> <strong>di</strong>versi <strong>materia</strong>li ottenuti utilizzando la tecnica dell’ablazione laser.<br />
In tali casi sono state messe a raffronto le analisi condotte sui plasmi generati durante l’ablazione<br />
con le proprietà ottiche ed elettroniche dei film depositati.<br />
DFMIE - Rapporto attività <strong>2010</strong><br />
24
ANALISI CHIMICO-FISICHE APPLICATE ALLO STUDIO DI REPERTI<br />
ARCHEOLOGICI METALLICI, CERAMICI E LAPIDEI<br />
DI INTERESSE STORICO-ARTISTICO<br />
RESPONSABILE<br />
COMPONENTI<br />
Guglielmo Mon<strong>di</strong>o<br />
Angela Maria Mezzasalma<br />
Tiziana Serafino borsista post doc<br />
Simona Lanzafame studente del Dottorato in Tecnologie Avanzate per<br />
l’Optoelettronica e la Fotonica e Modellizzazione Elettromagnetica<br />
COLLABORAZIONI SCIENTIFICHE ESTERNE<br />
ATTIVITÀ<br />
L. Torrisi, F. Cari<strong>di</strong>, A. Borrielli, L. Giuffrida (Dipartimento <strong>di</strong> Fisica – Università degli<br />
Stu<strong>di</strong> <strong>di</strong> Messina)<br />
G. Bruno (Dipartimento <strong>di</strong> Chimica Inorganica, Chimica Analitica e Chimica Fisica –<br />
Università degli Stu<strong>di</strong> <strong>di</strong> Messina)<br />
M. Caltabiano (Dipartimento <strong>di</strong> Scienze dell’Antichità – Università degli Stu<strong>di</strong> <strong>di</strong><br />
Messina)<br />
F. Barreca (Advanced and Nano Materials Research S.r.l. - Messina)<br />
A. Salici (Raggruppamento Carabinieri Investigazioni Scientifiche – Messina)<br />
Scopo <strong>della</strong> ricerca è stato uno stu<strong>di</strong>o multi<strong>di</strong>sciplinare <strong>di</strong> <strong>materia</strong>le costituito da manufatti metallici<br />
(monete) <strong>di</strong> periodo me<strong>di</strong>evale, provenienti da rinvenimenti avvenuti durante scavi archeologici a<br />
“el Sheik Abada” (l’antica Antinopoli) in Egitto.<br />
Lo stu<strong>di</strong>o dei campioni ha previsto l’utilizzo <strong>di</strong> una serie <strong>di</strong> tecniche <strong>di</strong> indagine chimico-<strong>fisica</strong> quali<br />
la XPS (X-Ray Photoelectron Spectroscopy), la SEM (Scanning Electron Microscopy), la PLA (Pulsed<br />
Laser Ablation) e la EDXRF (Energy Dispersed X Ray Fluorescence) che hanno permesso la<br />
caratterizzazione <strong>della</strong> patina presente sulla superficie dei campioni analizzati fornendo precise<br />
informazioni sulla storia pregressa dei campioni in esame essendo essa il risultato dell’interazione<br />
con l’ambiente con cui questi sono rimasti in contatto fino al momento del rinvenimento.<br />
DFMIE - Rapporto attività <strong>2010</strong><br />
25
Le tecniche <strong>di</strong> PLA hanno reso possibile l’analisi, sia in energia che in massa, del fascio <strong>di</strong> ioni<br />
prodotto da un impulsi laser incidenti sui campioni, permettendo l’identificazione del tipo <strong>di</strong> ioni<br />
emessi durante il processo <strong>di</strong> ablazione. E’ stata quin<strong>di</strong> possibile, oltre che l’identificazione degli<br />
elementi maggioritari, anche quella dei composti (<strong>di</strong> zolfo, ossigeno e cloro) presenti nella patina e<br />
quella degli elementi in tracce nella lega. Quest’ultima conoscenza è necessaria per una più precisa<br />
analisi <strong>della</strong> qualità delle leghe costituenti i campioni e per riconoscere eventuali falsi moderni degli<br />
stessi esemplari. I risultati quantitativi sulle leghe sono quin<strong>di</strong> stati confrontati con quelli ottenuti da<br />
misure EDXRF ed XPS, tenendo conto anche <strong>della</strong> <strong>di</strong>versa profon<strong>di</strong>tà <strong>di</strong> campionamento <strong>di</strong> queste<br />
due ultime tecniche. Infine, l’analisi PLA dei rapporti isotopici 58Fe/54Fe e 70Zn/64Zn<br />
(caratterizzanti la provenienza dei metalli utilizzati per la coniazione) e dei rapporti FeS/Fe, FeO/Fe<br />
e FeCl/Fe presenti nelle leghe, ha dato come risultato l’identificazione <strong>di</strong> due <strong>di</strong>versi gruppi <strong>di</strong><br />
monete attribuibili a due <strong>di</strong>fferenti zecche egiziane: la prima, quella <strong>di</strong> Alessandria, già nota agli<br />
archeologi, e quella <strong>di</strong> Antinopoli la cui esistenza non era stata mai prima d’ora ipotizzata. E’ stata<br />
anche messa in evidenza l’esistenza <strong>di</strong> falsi locali delle stesse monete presentanti rapporti isotopici e<br />
composizione <strong>di</strong>versi da quelli caratteristici delle due zecche suddette.<br />
Le tecniche <strong>di</strong> ablazione Laser sono state anche impiegate per la caratterizzazione <strong>di</strong> film sottili <strong>di</strong><br />
Ossido <strong>di</strong> In<strong>di</strong>o e Stagno (ITO).<br />
DFMIE - Rapporto attività <strong>2010</strong><br />
26
RESPONSABILE<br />
COMPONENTI<br />
STRATI SOTTILI E MATERIALI NANOSTRUTTURATI<br />
Fortunato Neri<br />
Enza Fazio, studente del Dottorato in Tecnologie Avanzate per l’Optoelettronica e la<br />
Fotonica e Modellizzazione Elettromagnetica (XXV ciclo)<br />
Rosa Ruggeri, studente del Dottorato in Tecnologie Avanzate per l’Optoelettronica e<br />
la Fotonica e Modellizzazione Elettromagnetica (XXV ciclo)<br />
COLLABORAZIONI SCIENTIFICHE ESTERNE<br />
ATTIVITÀ<br />
S. Trusso - Istituto per i Processi Chimico-Fisici del C.N.R., Sezione <strong>di</strong> Messina<br />
P. Ossi - Dipartimento <strong>di</strong> Energia – Politecnico <strong>di</strong> Milano<br />
F. Barreca, S. Spadaro, I. Pisagatti - Advanced Nano Materials Research s.r.l. –<br />
Messina<br />
G. Currò - STMicrolectronics s.p.a. Catania<br />
G. Compagnini - Dipartimento <strong>di</strong> Chimica, Università <strong>di</strong> Catania<br />
G. Mannino - Istituto per la Microelettronica e i Microsistemi del CNR, Catania<br />
L’attività <strong>di</strong> ricerca ha riguardato lo sviluppo <strong>di</strong> tematiche <strong>di</strong> <strong>di</strong>agnostica e <strong>di</strong> processo nel settore<br />
<strong>della</strong> scienza dei <strong>materia</strong>li. In particolare si sono affrontate tematiche relative allo stu<strong>di</strong>o <strong>della</strong><br />
formazione e <strong>della</strong> caratterizzazione <strong>di</strong> aggregati metallici e <strong>di</strong> ossi<strong>di</strong> metallici nanostrutturati sia in<br />
forma colloidale che <strong>di</strong> strato sottile, utilizzando la tecnica <strong>di</strong> ablazione da fasci laser impulsati. Sono<br />
state investigate sia le proprietà morfologiche e strutturali che quelle composizionali ed elettroniche,<br />
evidenziando gli effetti determinati dalle riduzioni <strong>di</strong> <strong>di</strong>mensionalità su scala nanometrica. Si è<br />
inoltre proseguito lo stu<strong>di</strong>o <strong>della</strong> <strong>di</strong>namica <strong>di</strong> espansione <strong>di</strong> plasmi ottenuti per ablazione laser<br />
impulsata <strong>di</strong> target metallici laser in atmosfera gassosa controllata al fine <strong>di</strong> ottenere la<br />
condensazione/aggregazione <strong>di</strong> nanoparticelle <strong>di</strong> argento per la realizzazione <strong>di</strong> substrati adatti per<br />
misure SERS (Surface Enhanced Raman Spectroscopy). Infine si è intrapreso lo stu<strong>di</strong>o dei processi <strong>di</strong><br />
cristallizzazione <strong>di</strong> strati <strong>di</strong> silicio amorfo me<strong>di</strong>ante annealing con laser infrarosso sulla scala<br />
temporale dei millisecon<strong>di</strong>. Analisi <strong>di</strong> dati <strong>di</strong> microscopia elettronica in trasmissione (TEM) e micro-<br />
spettroscopia Raman hanno permesso <strong>di</strong> quantificare il grado <strong>di</strong> cristallizzazione indotto e<br />
caratterizzare la <strong>di</strong>namica del processo.<br />
DFMIE - Rapporto attività <strong>2010</strong><br />
27
NANO-OTTICA MICROSCOPIA E SPETTROSCOPIA SNOM<br />
NANOSCIENZE E NANOTECNOLOGIE APPLICATE ALLA FOTONICA ED<br />
ALL’OPTOELETTRONICA<br />
CARATTERIZZAZIONE ELETTRICA MICRO STRUTTURALE ED INFRAROSSA DI DISPOSITIVI PER<br />
APPLICAZIONI DI POTENZA<br />
RESPONSABILE<br />
Salvatore Patanè<br />
COLLABORAZIONI SCIENTIFICHE ESTERNE<br />
ATTIVITÀ<br />
Ing. Sebastiano Russo, ST Microelectronics, stabilimento <strong>di</strong> Catania<br />
Prof. G. Compagnini, Dipartimento <strong>di</strong> Scienze Chimiche, Università <strong>di</strong> Catania<br />
Prof. G. Gigli, Distretto Tecnologico Universita' del Salento<br />
Prof.ssa M. Allegrini, Dipartimento <strong>di</strong> Fisica Università <strong>di</strong> Pisa<br />
Prof. B. Pignataro Dipartimento <strong>di</strong> Chimica Fisica "F. Accascina", Università <strong>di</strong><br />
Palermo<br />
S. Panarello dottore <strong>di</strong> ricerca<br />
S. Stelitano dottore <strong>di</strong> ricerca<br />
L’attività svolta nel corso dell’anno <strong>2010</strong> ha riguardato la realizzazione <strong>di</strong> celle fotovoltaiche <strong>di</strong> III<br />
generazione basate su polimeri. Questa attività, svolta in collaborazione con il gruppo del Prof.<br />
Pignataro dell’università <strong>di</strong> Palermo, ha consentito la realizzazione <strong>di</strong> una cella fotovoltaica a film<br />
sottile che utilizza due polimeri mescolati per formare una “bulk eterojunction” . Come è noto uno<br />
dei problemi più seri che riguardano l’efficienza delle celle fotovoltaiche a polimero consiste nella<br />
possibilità <strong>di</strong> raccogliere e separare le cariche derivanti dallo scioglimento dell’eccitone prima che<br />
queste si ricombinino. In letteratura vengono proposte <strong>di</strong>verse strategie che tendono a migliorare<br />
l’efficienza <strong>di</strong> raccolta e che in alcuni casi fanno ricorso all’utilizzo <strong>di</strong> <strong>materia</strong>li nano strutturati come<br />
i nano tubi <strong>di</strong> carbonio. La configurazione che sembra aver più successo consiste nel mescolare due<br />
polimeri, un donore ed un accettore, a formare un <strong>materia</strong>le particolarmente ricco <strong>di</strong> domini<br />
nanostrutturati in grado <strong>di</strong> fornire un network <strong>di</strong> strutture adatto a separare le cariche e portarle<br />
fino agli elettro<strong>di</strong>. Nel caso descritto sono stati utilizzati il Poly[(1,4-<strong>di</strong>vinylenephenylene)(2,4,6-<br />
triisopropylphenylborane)] (PDB) ed il poly(3-hexylthiophene-2,5-<strong>di</strong>yl) (P3HT) che mescolati<br />
insieme realizzano una struttura la cui morfologia è ampiamente modulata da domini <strong>di</strong> <strong>di</strong>mensione<br />
DFMIE - Rapporto attività <strong>2010</strong><br />
28
compresa fra 10 e 20 nm, cioè idonea alla realizzazione <strong>di</strong> una cella fotovoltaica “bulk<br />
etherojunction”. La struttura è “intrinsecamente semplice” e consiste <strong>di</strong> quattro strati più il substrato:<br />
due elettro<strong>di</strong>, uno strato <strong>di</strong> PEDOT ed il polimero attivo. Allo scopo su una superficie <strong>di</strong> PET<br />
preventivamente ricoperta con ITO è stato depositato per spin coating un film sottile <strong>di</strong> PEDOT<br />
(circa 100 nm) ed un secondo strato <strong>della</strong> blend <strong>di</strong> polimero funzionale. La struttura è stata<br />
completata con uno strato <strong>di</strong> alluminio metallico ottenuto per deposizione in UHV. Il<br />
comportamento del <strong>di</strong>spositivo è stato poi stu<strong>di</strong>ato me<strong>di</strong>ante misure <strong>di</strong> OBIC ed OBIV al variare<br />
<strong>della</strong> lunghezza d’onda. Il miglior <strong>di</strong>spositivo ottenuto ha fornito una Voc <strong>di</strong> circa un Volt ed una Jsc<br />
<strong>di</strong> circa 18mA/cm2 .<br />
Proseguendo lo stu<strong>di</strong>o già intrapreso negli anni passati sono state stu<strong>di</strong>ate <strong>di</strong>verse strutture fotoniche<br />
risonanti in cui è integrata una molecola attiva. In particolare è stato realizzato e poi caratterizzato<br />
uno <strong>di</strong>spositivo monolitico costituito da due micro cavità ottiche accoppiate una delle quali è stata<br />
resa “attiva” integrando nella microstruttura uno strato ultrasottile <strong>di</strong> tetrakis_4-<br />
methoxyphenyl_porphyrin. Dal punto <strong>di</strong> vista ottico un tale <strong>di</strong>spositivo si comporta come una<br />
quantum well integrata in una micro cavità in regime <strong>di</strong> accoppiamento forte. Il <strong>di</strong>spositivo è stato<br />
stu<strong>di</strong>ato sperimentalmente con misure <strong>di</strong> fotoluminescenza eccitando la molecola attiva con una<br />
sorgente laser a 473nm ed osservando l’emissione da ambedue i lati <strong>della</strong> struttura planare. E’ stato<br />
inoltre realizzato un modello teorico ipotizzando che il sistema delle due cavità accoppiate possa<br />
esser descritto come l’analogo fotonico <strong>di</strong> polari toni in cavità derivanti dagli eccitoni <strong>di</strong> una<br />
quantum well fortemente accoppiati con i fotoni <strong>della</strong> cavità. Il modello teorico riproduce con<br />
grande precisione i dati sperimentali perfino nelle ampiezze, confermando in tal modo la sua<br />
vali<strong>di</strong>tà.<br />
L’attività <strong>di</strong> ricerca che riguarda i <strong>di</strong>spositivi elettronici <strong>di</strong> potenza è stata svolta in collaborazione<br />
con lo stabilimento <strong>di</strong> Catania <strong>della</strong> ST Microelectronics e riguarda la <strong>di</strong>stribuzione <strong>della</strong> temperatura<br />
sulla superficie <strong>di</strong> <strong>di</strong>spositivi <strong>di</strong> potenza che normalmente trovano impiego nel settore<br />
dell’automotive. La ricerca, iniziata già nel corso degli anni passati, ha consentito la certificazione <strong>di</strong><br />
<strong>di</strong>versi <strong>di</strong>spositivi e in alcuni casi ha dato in<strong>di</strong>cazioni utili ai progettisti per migliorarne la qualità. In<br />
particolare è stato comparato il comportamento termico <strong>di</strong> power MOS trench e planari e sono<br />
state stu<strong>di</strong>ate strutture power MOS Super junction in con<strong>di</strong>zioni <strong>di</strong> corto circuito e <strong>di</strong> valanga e con<br />
<strong>di</strong>verse con<strong>di</strong>zioni <strong>di</strong> carico induttivo con lo scopo <strong>di</strong> pre<strong>di</strong>rne l’affidabilità ed il tempo <strong>di</strong> vita.<br />
DFMIE - Rapporto attività <strong>2010</strong><br />
29
SINTESI E CARATTERIZZAZIONE OTTICA ED ELETTRONICA DI FILM DI<br />
MATERIALI POLIFUNZIONALI IBRIDI ORGANICO-INORGANICI<br />
RESPONSABILE<br />
COMPONENTI<br />
Letteria Silipigni<br />
Lilla Schirò studente del Dottorato in Tecnologie Avanzate per l’Optoelettronica e la<br />
Fotonica e Modellizzazione Elettromagnetica<br />
COLLABORAZIONI SCIENTIFICHE ESTERNE<br />
ATTIVITÀ<br />
V. Grasso (Centro Siciliano per le Ricerche Atmosferiche e <strong>di</strong> Fisica dell’Ambiente-<br />
Messina)<br />
G. Salvato (Istituto per i Processi Chimico-Fisici del CNR – Sede <strong>di</strong> Messina)<br />
L Monsù Scolaro, G. De Luca (Dipartimento <strong>di</strong> Chimica Inorganica, Chimica Analitica<br />
e Chimica Fisica dell’Università degli Stu<strong>di</strong> <strong>di</strong> Messina)<br />
In collaborazione con ricercatori del Dipartimento <strong>di</strong> Chimica Inorganica, Chimica Analitica e<br />
Chimica Fisica dell’Università <strong>di</strong> Messina e dell’Istituto per i Processi Chimico Fisici del CNR - Sede <strong>di</strong><br />
Messina, sono state preparate polveri <strong>di</strong> tiofosfato <strong>di</strong> manganese intercalate con ioni potassio <strong>di</strong><br />
formula chimica K0.50Mn0.75PS3, la cui identità è stata controllata me<strong>di</strong>ante <strong>di</strong>ffrazione a raggi X e<br />
spettroscopia <strong>di</strong> fotoemissione X. Si è quin<strong>di</strong> analizzata la risposta <strong>di</strong>elettrica <strong>di</strong> tali composti in<br />
funzione sia <strong>della</strong> frequenza che <strong>della</strong> temperatura. Il comportamento <strong>di</strong>elettrico, esaminato<br />
nell’intervallo <strong>di</strong> temperature che va da 240K a 375K e nel range <strong>di</strong> frequenze da 20 Hz a 1MHz, è<br />
caratterizzato da una forte <strong>di</strong>spersione nelle parti reale e immaginaria <strong>della</strong> costante <strong>di</strong>elettrica alle<br />
basse frequenze e alle più alte temperature investigate. Gli spettri <strong>di</strong>elettrici ottenuti sono stati<br />
interpretati sulla base sia <strong>della</strong> natura del processo <strong>di</strong> intercalazione usato che del confronto con<br />
quelli riportati in letteratura per la matrice pura MnPS3 e per i composti intercalati con ioni cesio<br />
Cs0.46Mn0.77PS3 e hanno permesso <strong>di</strong> classificare i composti K0.50Mn0.75PS3 come sistemi con<br />
portatori <strong>di</strong> carica da hopping.<br />
DFMIE - Rapporto attività <strong>2010</strong><br />
30
MODELLIZZAZIONE DI MATERIALI FERROMAGNETICI IN DISPOSITIVI<br />
SPINTRONICI<br />
RESPONSABILE<br />
COMPONENTI<br />
Bruno Azzerboni<br />
Giovanni Finocchio, assegnista <strong>di</strong> Ricerca<br />
Giancarlo Consolo assegnista <strong>di</strong> ricerca<br />
Vito Puliafito, studente del Dottorato in Tecnologie Avanzate per l’Optoelettronica e<br />
la Fotonica e Modellizzazione Elettromagnetica<br />
Alessandro Prattella, studente del Dottorato in Tecnologie Avanzate per<br />
l’Optoelettronica e la Fotonica e Modellizzazione Elettromagnetica<br />
COLLABORAZIONI SCIENTIFICHE ESTERNE<br />
ATTIVITÀ<br />
E. Cardelli (University degli Stu<strong>di</strong> <strong>di</strong> Perugia)<br />
L. Torres, L.Lopez Diaz, E. Martinez (Universidad de Salamanca – Spain)<br />
M. Carpentieri (Università <strong>della</strong> Calabria)<br />
S. Komineas (Crete University – Greece)<br />
O. Ozatay (Bogazici University Instambul –Turkey)<br />
D. Ralph, R. Buhrman (Cornell Univesity – NY, USA)<br />
I. Krivorotov (Irvine University – CA, USA)<br />
A.N. Slavin (Oakland University, Michigan, USA)<br />
G. Gubbiotti (CNR-IOM, Perugia)<br />
G. Carlotti (Università <strong>di</strong> Perugina)<br />
F. Nizzoli (Università <strong>di</strong> Ferrara)<br />
J. Akerman (Royal Institute of Technology, Stockholm, Sweden)<br />
L’attività <strong>di</strong> ricerca svolta si incentra principalmente sullo stu<strong>di</strong>o <strong>di</strong> <strong>di</strong>namiche magnetiche dovute<br />
all’azione <strong>di</strong> correnti spin-polarizzate in due geometrie <strong>di</strong>verse: (i) strutture confinate (spin-valves e<br />
giunzioni magnetiche ad effetto tunnel) e (ii) strutture non-confinate (point contacts).<br />
Relativamente al punto (i) abbiamo ottenuto i seguenti risultati:<br />
Simulazione <strong>di</strong> <strong>di</strong>namiche <strong>di</strong> inversione in giunzioni magnetiche ad effetto tunnel e<br />
confronto con i dati sperimentali.<br />
Dinamiche persistenti <strong>di</strong> vortici magnetici<br />
DFMIE - Rapporto attività <strong>2010</strong><br />
31
Stu<strong>di</strong>o numerico delle caratteristiche tempo-frequenza <strong>di</strong> nano-oscillatori e confronto con<br />
teorie analitiche.<br />
Relativamente al punto (ii) abbiamo ottenuto i seguenti risultati:<br />
Caratterizzazione delle <strong>di</strong>namiche non-lineari precessionali in nano-oscillatori e nano-<br />
modulatori spintronici<br />
Caratterizzazione delle non-stazionarietà in nano-oscillatori spintronici dovute alla presenza<br />
del campo <strong>di</strong> Oersted<br />
Sviluppo <strong>di</strong> una teoria universale atta a descrivere lo spettro <strong>di</strong> Fourier <strong>di</strong> un segnale<br />
modulato in frequenza e in ampiezza in sistemi nonlineari. Applicazioni alla spintronica.<br />
DFMIE - Rapporto attività <strong>2010</strong><br />
32
STUDIO SU UN NUOVO METODO D’INVESTIGAZIONE PER LA<br />
PATOLOGIA NEUROLOGICA DETTA “IDROCEFALO IDIOPATICO<br />
NORMOTESO” MEDIANTE L’ANALISI E L’INTERPRETAZIONE DI SEGNALI<br />
DI PRESSIONE INTRACRANICA<br />
RESPONSABILE<br />
COMPONENTI<br />
Bruno Azzerboni<br />
Andrea Calisto studente del Dottorato in Tecnologie Avanzate per l’Optoelettronica<br />
e la Fotonica e Modellizzazione Elettromagnetica<br />
Alessia Bramanti studente del Dottorato in Tecnologie Avanzate per<br />
l’Optoelettronica e la Fotonica e Modellizzazione Elettromagnetica<br />
COLLABORAZIONI SCIENTIFICHE ESTERNE<br />
ATTIVITÀ<br />
F. F. Angileri Dipartimento <strong>di</strong> Neuroscienze, Scienze Psichiatriche e Anestesiologiche<br />
– Università degli Stu<strong>di</strong> <strong>di</strong> Messina<br />
Il progetto inter<strong>di</strong>sciplinare si è proposto come obiettivo lo sviluppo <strong>di</strong> un sistema automatico <strong>di</strong><br />
analisi, estrazione parametrica e classificazione finalizzato al trattamento dei segnali <strong>di</strong> pressione<br />
intracranica (ICP), con lo scopo <strong>di</strong> estrarre informazioni relative a particolari caratteristiche delle<br />
forme d’onda, e quin<strong>di</strong> ottenere valide in<strong>di</strong>cazioni per lo stu<strong>di</strong>o e successiva identificazione <strong>di</strong><br />
patologie cerebrali croniche.<br />
E’ stata prestata particolare attenzione ai soggetti affetti da Idrocefalo Normoteso I<strong>di</strong>opatico<br />
(INPH).<br />
Dopo le fasi necessarie all’acquisizione delle conoscenze me<strong>di</strong>che <strong>di</strong> base, è stato proposto uno<br />
stu<strong>di</strong>o preliminare che faceva uso <strong>di</strong> una prima versione <strong>di</strong> un algoritmo <strong>di</strong> filtraggio ed estrazione<br />
parametrica. Nel corso <strong>di</strong> ulteriori simulazioni e verifiche si è proceduto al perfezionamento <strong>di</strong> tale<br />
sistema <strong>di</strong> elaborazione. In particolare sono stati condotti ulteriori ed approfon<strong>di</strong>ti stu<strong>di</strong>:<br />
- sui meto<strong>di</strong> <strong>di</strong> filtraggio del segnale ICP (effettuato me<strong>di</strong>ante due fasi <strong>di</strong>stinte);<br />
- sulle forme d’onda, ottenute a seguito delle operazioni <strong>di</strong> filtraggio, al fine sviluppare un algoritmo<br />
ad alta precisione per la sud<strong>di</strong>visione del segnale in perio<strong>di</strong>;<br />
- sul riconoscimento ed eliminazioni delle sole forme d’onda artefattuali (parlato, movimenti, colpi<br />
DFMIE - Rapporto attività <strong>2010</strong><br />
33
<strong>di</strong> tosse e aritmie: tutti eventi indesiderati che si possono verificare durante la registrazione);<br />
- sulla morfologia <strong>di</strong> ogni singola forma d’onda filtrata ed accettata che dovrà essere analizzata, che<br />
ha portato allo sviluppo <strong>di</strong> un apposito algoritmo che consentisse la ricerca e l’in<strong>di</strong>viduazione dei<br />
sottopicchi <strong>di</strong> pressione <strong>di</strong> ogni forma d’onda;<br />
- sui meto<strong>di</strong> <strong>di</strong> classificazione patologica, me<strong>di</strong>ante l’utilizzo <strong>di</strong> software Weka che permette<br />
l’eliminazione delle componenti ridondanti e non rilevanti.<br />
I risultati finora ottenuti <strong>di</strong>mostrano che, con la tecnica d’analisi delle informazioni contenute nei<br />
segnali <strong>di</strong> ICP, è possibile avere in tempo reale un riconoscimento <strong>della</strong> patologia in soggetti malati<br />
in cui si riscontrano alcuni dei sintomi patologici. Considerando la rilevanza dello stu<strong>di</strong>o, ad oggi<br />
tale tecnica non è ancora sufficientemente atten<strong>di</strong>bile per poter essere considerata unico fattore<br />
determinante la scelta dell’operazione neurochirurgica Attualmente sono in corso <strong>di</strong> sviluppo più<br />
precisi meto<strong>di</strong> d’indagine (che richiedono l’utilizzazione <strong>di</strong> database più cospicuo <strong>di</strong> segnali ICP).<br />
DFMIE - Rapporto attività <strong>2010</strong><br />
34
RESPONSABILE<br />
COMPONENTI<br />
CARATTERIZZAZIONE, MODELLISTICA E PROGETTAZIONE DI<br />
COMPONENTI E CIRCUITI A MICROONDE<br />
Alina Caddemi<br />
Giovanni Crupi collaboratore progetto FIRB-ARSEL<br />
COLLABORAZIONI SCIENTIFICHE ESTERNE<br />
ATTIVITÀ<br />
D. Schreurs (Electronic Engineering Department, Katholieke Universiteit Leuven,<br />
Belgio)<br />
W. Wiatr (Warsaw University of Technology, Institute of Electronic Systems,<br />
Warsaw, Poland)<br />
G. Tuccari (Istituto <strong>di</strong> Ra<strong>di</strong>oastronomia CNR INAF – Noto)<br />
F. Principato (Dip. <strong>di</strong> Fisica e Tecnologie Relative – Università <strong>di</strong> Palermo)<br />
E. Limiti (Dip. <strong>di</strong> Elettronica – Università <strong>di</strong> Roma Tor Vergata)<br />
A. Spatola (Galileo Avionica S.p.A – Sede <strong>di</strong> Palermo)<br />
A. Zarcone (Infineon Technologies AG – Monaco, DE)<br />
G. Sivverini (Microwave Design Center at Ericsson Lab Italy SpA – Milano)<br />
I. Pomona (Selex Communications – Catania/Genova)<br />
C. Brusca (ST Microelectronics – Catania)<br />
V. Markovic (Faculty of Electronic Engineering, University of Nîs, Yugoslavia)<br />
Cirillo (Dipartimento <strong>di</strong> Fisica - Università <strong>di</strong> Roma Tor Vergata)<br />
L. Dunleawy (Wireless and Microwave Lab – University of South Florida, USA)<br />
La Prof. Caddemi è responsabile del Laboratorio <strong>di</strong> Elettronica delle Microonde <strong>della</strong> Facoltà <strong>di</strong><br />
Ingegneria dell’Università <strong>di</strong> Messina in cui si svolgono le seguenti attività <strong>di</strong> ricerca applicata:<br />
- Modellistica lineare e non lineare e analisi delle prestazioni <strong>di</strong> componenti attivi avanzati in<br />
Si, GaAs e GaN con procedure basate su estrazione <strong>di</strong>retta e/o ottimizzazione <strong>di</strong> parametri, o<br />
con impiego <strong>di</strong> reti neurali ed algoritmi evolutivi.<br />
- Caratterizzazione <strong>di</strong> componenti e circuiti fino a 50 GHz<br />
DFMIE - Rapporto attività <strong>2010</strong><br />
35
- Misure <strong>di</strong> cifra <strong>di</strong> rumore <strong>di</strong> <strong>di</strong>spositivi e circuiti fino a 26.5 GHz<br />
Stu<strong>di</strong>o e implementazione <strong>di</strong> procedure <strong>di</strong> misura <strong>di</strong> cifra <strong>di</strong> rumore su transistori avanzati a<br />
microonde (BJT, FET, HEMT, HBT, FinFET)<br />
Analisi teorico-sperimentale e modellistica dei parametri <strong>di</strong> rumore <strong>di</strong> HEMT e FinFET<br />
Progetto <strong>di</strong> circuiti HMIC per front-end wireless a basso rumore<br />
Durante l’anno <strong>2010</strong>, l’attività scientifica è stata prevalentemente orientata a misure D.C., parametri<br />
<strong>di</strong> scattering e cifra <strong>di</strong> rumore <strong>di</strong> componenti attivi avanzati in Si, GaAs e GaN (FinFET, HEMT,<br />
pHEMT) finalizzate alla modellistica lineare, non lineare e <strong>di</strong> rumore. I modelli non lineari <strong>di</strong><br />
transistori GaN HEMT sono stati utilizzati nella progettazione <strong>di</strong> amplificatori <strong>di</strong> potenza in<br />
tecnologia HMIC. In modelli lineari con prestazioni <strong>di</strong> rumore <strong>di</strong> GaAs HEMT e Si FinFET sono stati<br />
utilizzati nel CAD <strong>di</strong> LNA HMIC in banda X.<br />
DFMIE - Rapporto attività <strong>2010</strong><br />
36
RESPONSABILE<br />
COMPONENTI<br />
Giuseppe Campobello<br />
Serrano Salvatore<br />
COLLABORAZIONI SCIENTIFICHE ESTERNE<br />
ATTIVITÀ<br />
RETI DI SENSORI WIRELESS<br />
S. Palazzo (Dipartimento <strong>di</strong> Ingegneria Informatica e delle Telecomunicazioni,<br />
Università degli Stu<strong>di</strong> <strong>di</strong> Catania)<br />
A. Leonar<strong>di</strong> (Dipartimento <strong>di</strong> Ingegneria Informatica e delle Telecomunicazioni,<br />
Università degli Stu<strong>di</strong> <strong>di</strong> Catania)<br />
L'attività <strong>di</strong> ricerca, nell'ambito delle reti <strong>di</strong> sensori wireless, si è concentrata principalmente sullo<br />
sviluppo <strong>di</strong> algoritmi <strong>di</strong> forwar<strong>di</strong>ng per la minimizzazione dei consumi energetici per tale tipologia<br />
<strong>di</strong> reti. In particolare, i principali risultati <strong>della</strong> ricerca svolta nell'anno <strong>di</strong> riferimento hanno<br />
riguardato lo sviluppo, la modellizzazione e la simulazione <strong>di</strong> un algoritmo <strong>di</strong> forwar<strong>di</strong>ng basato sul<br />
Teorema Cinese del Resto (CRT).<br />
Nel corso dell'attività <strong>di</strong> ricerca sono stati sviluppati dei modelli teorici che consentono <strong>di</strong> valutare<br />
analiticamente il trade-off fra risparmio energetico e reliability dell'algoritmo ideato in funzione dei<br />
parametri dell'algoritmo e <strong>della</strong> rete <strong>di</strong> sensori, anche in considerazione <strong>di</strong> congiunte tecniche <strong>di</strong><br />
duty-cyle. L'esattezza e l'accuratezza dei modelli teorici sono state validate me<strong>di</strong>ante un'estesa<br />
campagna <strong>di</strong> simulazioni condotta tramite un simulatore in ambiente Matlab appositamente<br />
sviluppato dallo stesso gruppo <strong>di</strong> ricerca.<br />
I risultati <strong>di</strong> tale attività <strong>di</strong> ricerca sono stati pubblicati su uno special issue <strong>della</strong> rivista ISI “Journal<br />
on Wireless Communications and Networking” (EURASIP) e sono sottoposti per pubblicazione su<br />
IEEE/ACM Transactions on Networking.<br />
DFMIE - Rapporto attività <strong>2010</strong><br />
37
RESPONSABILE<br />
COMPONENTI<br />
Giuseppe Campobello<br />
Serrano Salvatore<br />
COLLABORAZIONI SCIENTIFICHE ESTERNE<br />
ATTIVITÀ<br />
CODIFICA DI CANALE E DI RETE<br />
S. Palazzo (Dipartimento <strong>di</strong> Ingegneria Informatica e delle Telecomunicazioni,<br />
Università degli Stu<strong>di</strong> <strong>di</strong> Catania)<br />
A. Leonar<strong>di</strong> (Dipartimento <strong>di</strong> Ingegneria Informatica e delle Telecomunicazioni,<br />
Università degli Stu<strong>di</strong> <strong>di</strong> Catania)<br />
La linea <strong>di</strong> ricerca è rivolta allo stu<strong>di</strong>o <strong>di</strong> nuove tecniche <strong>di</strong> co<strong>di</strong>fica e trasmissione dell'informazione<br />
basate sul para<strong>di</strong>gma del Network Co<strong>di</strong>ng. Tale para<strong>di</strong>gma, introdotto da R. Ahlswede nel 2000,<br />
prevede che i no<strong>di</strong> <strong>di</strong> rete possano non solo inoltrare i pacchetti ricevuti ma anche elaborarli<br />
(combinarli), trasmettendo in un unico pacchetto l'informazione <strong>di</strong> più pacchetti ricevuti. Ciò<br />
permette un aumento del throughput e, nel caso <strong>di</strong> reti wireless, una riduzione dei consumi<br />
energetici.<br />
Nell'ambito dell'attività <strong>di</strong> ricerca si è sviluppato un nuovo framework deterministico e <strong>di</strong>stribuito<br />
per la risoluzione <strong>di</strong> problemi <strong>di</strong> network co<strong>di</strong>ng applicabile in reti sia cicliche che acicliche e con<br />
sergenti e destinazioni multiple. Come principale risultato è stato provato che, sotto opportune<br />
con<strong>di</strong>zioni topologiche, in una rete composta da n no<strong>di</strong>, ogni nodo può ottenere le informazioni <strong>di</strong><br />
tutti gli altri no<strong>di</strong> scambiando 2n messaggi esclusivamente con i propri vicini (senza informazioni <strong>di</strong><br />
instradamento o topologiche). Sono stati inoltre ideati <strong>di</strong>versi algoritmi applicabili efficacemente in<br />
reti peer-to-peer e per lo sviluppo <strong>di</strong> applicazioni <strong>di</strong> tipo broadcasting e multicating.<br />
I risultati dell'attività <strong>di</strong> ricerca sono stati sottoposti per pubblicazione su riviste internazionali e sono<br />
in fase <strong>di</strong> valutazione.<br />
DFMIE - Rapporto attività <strong>2010</strong><br />
38
ELABORAZIONE NUMERICA DEI SEGNALI PER LE TELECOMUNICAZIONI<br />
RESPONSABILE<br />
COMPONENTI<br />
ATTIVITÀ<br />
Giuseppe Campobello<br />
Serrano Salvatore<br />
Nell'ambito dell'attività <strong>di</strong> ricerca è stato ideato e sviluppato un innovativo algoritmo non lineare<br />
per la stima <strong>della</strong> frequenza <strong>di</strong> segnali sinusoidali, denominato NLFFE.<br />
I risultati principali <strong>di</strong> tale attività <strong>di</strong> ricerca nell'anno <strong>di</strong> riferimento consistono in:<br />
a) un modello analitico in grado <strong>di</strong> aniticipare i risultati speriementali (presentato alla conferenza<br />
internazionale ISCCSP <strong>2010</strong>);<br />
b) la realizzazione <strong>di</strong> alcuni prototipi basati su microcontrollori e FPGA che hanno permesso <strong>di</strong><br />
verificare sperimentalmente la bontà dell'algoritmo nell'ambito delle frequenze au<strong>di</strong>o (sensori<br />
acustici).<br />
In particolare, i risultati <strong>di</strong> una estesa campagna <strong>di</strong> misure hanno permesso <strong>di</strong> verificare<br />
sperimentalmente come l'algoritmo in questione presenti, rispetto ad algoritmi convenzionali basati<br />
sulla FFT, a parità <strong>di</strong> accuratezza, un più basso costo computazionale.<br />
L'algoritmo risulta quin<strong>di</strong> particolarmente idoneo per applicazioni <strong>di</strong> telecomunicazioni che<br />
richiedono un basso consumo <strong>di</strong> potenza, oltre che per la realizzazione <strong>di</strong> strumenti <strong>di</strong> misura a<br />
basso costo e per applicazioni <strong>di</strong> tipo sensor-array.<br />
DFMIE - Rapporto attività <strong>2010</strong><br />
39
PROGETTAZIONE E REALIZZAZIONE DI STRUMENTAZIONE A BASSISSIMO<br />
LIVELLO DI RUMORE<br />
RESPONSABILE<br />
COMPONENTI<br />
Carmine Ciofi<br />
Graziella Scandurra<br />
Cannatà Gianluca borsista post doc<br />
Gambadoro Antonino studente del Dottorato in Tecnologie Avanzate per<br />
l’Ingegneria dell’Informazione<br />
COLLABORAZIONI SCIENTIFICHE ESTERNE<br />
ATTIVITÀ<br />
Dipartimento Discipline Chirurgiche ed Oncologiche – Università <strong>di</strong> Palermo<br />
Dipartimento <strong>di</strong> Ingegneria dell’Informazione: Elettronica, Informatica, delle<br />
Telecomunicazioni, Università <strong>di</strong> Pisa<br />
Nell’ambito <strong>di</strong> questa attività <strong>di</strong> ricerca, l’attenzione è rivolta alla progettazione e alla realizzazione<br />
<strong>di</strong> strumentazione de<strong>di</strong>cata ad effettuare misure <strong>di</strong> rumore ad elevata sensibilità, con particolare<br />
riferimento alle possibili applicazioni nel campo <strong>della</strong> caratterizzazione <strong>della</strong> qualità e<br />
dell’affidabilità dei <strong>di</strong>spositivi e dei <strong>materia</strong>li per la micro e la nano elettronica. Oltre al progetto e<br />
alla realizzazione <strong>di</strong> amplificatori a bassissimo livello <strong>di</strong> rumore e <strong>di</strong> riferimenti <strong>di</strong> tensione e <strong>di</strong><br />
corrente ad elevata stabilità, la ricerca è rivolta alle metodologie <strong>di</strong> acquisizione ed elaborazione dei<br />
dati me<strong>di</strong>ante tecniche avanzate quali meto<strong>di</strong> <strong>di</strong> cross-correlazione. In particolare è stato sviluppato<br />
un misuratore <strong>di</strong> impedenza basato su misure <strong>di</strong> rumore a cross-correlazione che troverà impiego<br />
nell’ambito <strong>della</strong> caratterizzazione <strong>di</strong> sensori e <strong>della</strong> <strong>di</strong>agnostica me<strong>di</strong>ca.<br />
DFMIE - Rapporto attività <strong>2010</strong><br />
40
PROGETTO DI CIRCUITI INTEGRATI E A COMPONENTI DISCRETI PER<br />
APPLICAZIONI SPECIFICHE<br />
RESPONSABILE<br />
COMPONENTI<br />
Graziella Scandurra<br />
Carmine Ciofi<br />
Cannatà Gianluca borsista post doc<br />
COLLABORAZIONI SCIENTIFICHE ESTERNE<br />
ATTIVITÀ<br />
Dipartimento <strong>di</strong> Ingegneria dell’Informazione: Elettronica, Informatica, delle<br />
Telecomunicazioni, Università <strong>di</strong> Pisa;<br />
Dipartimento <strong>di</strong> Ingegneria Elettrica, Elettronica e dei Sistemi, Università <strong>di</strong> Catania;<br />
ST Microelectronics, Catania;<br />
E’ stata affrontata la possibilità <strong>di</strong> realizzare SAM (Static Analog Memory) in forma integrata<br />
sfruttando la struttura <strong>di</strong> un convertitore AD ad approssimazioni successive. La ricerca in questo<br />
campo è stata inoltre estesa alla possibilità <strong>di</strong> realizzare SAM ad alta precisione me<strong>di</strong>ante<br />
l’opportuna combinazione <strong>di</strong> convertitori DA standard a bassa accuratezza e basso costo, ottenendo<br />
risultati nuovi e significativi. Si è <strong>di</strong>mostrata inoltre la possibilità <strong>di</strong> realizzare convertitori AD e DA<br />
ad elevata accuratezza e a basso costo sfruttando le proprietà delle reti a scala R-R. E’ stato<br />
realizzato un prototipo <strong>di</strong> SAM con rete a scala a transistori MOS, riconfigurabile e con<br />
programmabile.<br />
E’ stata iniziata l’attività <strong>di</strong> progettazione <strong>di</strong> un amplificatore operazionale con sistema <strong>di</strong><br />
azzeramento automatico dell’offset integrato.<br />
DFMIE - Rapporto attività <strong>2010</strong><br />
41
METODOLOGIE DI SVILUPPO E CARATTERIZZAZIONE DI SENSORI DI GAS<br />
E COMPOSTI ORGANICI VOLATILI<br />
RESPONSABILE<br />
Nicola Donato<br />
COLLABORAZIONI SCIENTIFICHE ESTERNE<br />
ATTIVITÀ<br />
DCIIM - UniMe;<br />
CNR-ITAE, Messina;<br />
Dip. MECMAT, Università Me<strong>di</strong>terranea <strong>di</strong> Reggio Calabria;<br />
Clinica <strong>di</strong> Nefrologia, Policlinico Universitario, Università degli Stu<strong>di</strong> <strong>di</strong> Messina;<br />
IMM-CNR, Napoli;<br />
Gruppo Sensori - Enea Brin<strong>di</strong>si;<br />
CNR IEIIT - Pisa;<br />
Dipartimento <strong>di</strong> Fisica, Università <strong>di</strong> Ferrara;<br />
Dipartimento <strong>di</strong> Scienze e Tecnologie Chimiche, Università <strong>di</strong> Roma Tor Vergata<br />
Dipartimento <strong>di</strong> Ingegneria Elettronica, Università <strong>di</strong> Roma Tor Vergata<br />
Dept. of Physics, VMKV Eng. College, Salem, In<strong>di</strong>a;<br />
Nanotechnology Laboratory, Dept. of Physics, Vidyalaya College of Arts and Science,<br />
Coimbatore, In<strong>di</strong>a;<br />
Dept. of Chemistry, CICECO, Univ. of Aveiro, Portugal;<br />
Centre of Excellence in Physics and Technology of Semiconductor Interfaces and<br />
Sensors (CESIS), Dept. of Electron Technology, Silesian Univ. of Technology, Gliwice,<br />
Poland;<br />
Institut für Angewandte Physik, Justus-Liebig-Universität Gießen, Germany.<br />
Faculty of Science, Dept. of Chemistry, University of Paderborn, Germany,<br />
Institute of Inorganic Chemistry, Georg-August-Universität, Göttingen, Germany<br />
L’attività <strong>di</strong> ricerca è stata rivolta allo sviluppo e alla caratterizzazione elettrica <strong>di</strong> sensori <strong>di</strong> gas e<br />
VOC, i sistemi caratterizzati si basano su molteplici meccanismi <strong>di</strong> trasduzione: resistivi, capacitivi,<br />
QCM (Microbilance al quarzo) e SAW (Surface Acoustic Waves). Tali <strong>di</strong>spositivi possono essere<br />
impiegati in applicazioni rivolte al settore <strong>della</strong> sicurezza, ambientale, biome<strong>di</strong>co ed automotive. I<br />
<strong>di</strong>spositivi a trasduzione resistiva e capacitiva sono stati realizzati sia su supporti tra<strong>di</strong>zionali, sia su<br />
DFMIE - Rapporto attività <strong>2010</strong><br />
42
supporti flessibili, con elettro<strong>di</strong> stampati tramite inchiostri basati su soluzioni acquose <strong>di</strong> polimeri e<br />
nanotubi <strong>di</strong> carbonio. Si è quin<strong>di</strong> proceduto a ottimizzare i sistemi <strong>di</strong> misura già sviluppati al fine <strong>di</strong><br />
migliorarne l’affidabilità e ottenere misure su più campioni in una unica routine <strong>di</strong> caratterizzazione.<br />
Tali sistemi sono basati sia su elettronica home-made sia su strumenti commerciali interfacciati<br />
tramite protocollo IEEE488 e tool Agilent VEE. Un aspetto importante dell’attività <strong>di</strong> ricerca è stato<br />
inoltre lo stu<strong>di</strong>o <strong>di</strong> metodologie per la riduzione <strong>della</strong> potenza consumata dai <strong>di</strong>spositivi a risposta<br />
resistiva, tale obiettivo può essere raggiunto me<strong>di</strong>ante la riduzione <strong>della</strong> potenza operativa <strong>di</strong><br />
settaggio <strong>della</strong> temperatura <strong>di</strong> funzionamento; si sono quin<strong>di</strong> realizzati sensori con elementi <strong>di</strong><br />
trasduzione composti da film <strong>di</strong> <strong>materia</strong>li nano strutturati in grado <strong>di</strong> funzionare a temperature poco<br />
superiori a quella ambientale.<br />
DFMIE - Rapporto attività <strong>2010</strong><br />
43
TRASMISSIONE DI TRAFFICO REAL-TIME SU WIRELESS MESH NETWORKS<br />
RESPONSABILE<br />
COMPONENTI<br />
Salvatore Serrano<br />
Giuseppe Campobello<br />
COLLABORAZIONI SCIENTIFICHE ESTERNE<br />
ATTIVITÀ<br />
S. Palazzo, A. Leonar<strong>di</strong> (Dipartimento <strong>di</strong> Ingegneria Informatica e delle<br />
Telecomunicazioni, Università degli Stu<strong>di</strong> <strong>di</strong> Catania)<br />
L'attività <strong>di</strong> ricerca si propone <strong>di</strong> determinare delle tecniche e <strong>di</strong> implementare dei protocolli al fine<br />
<strong>di</strong> migliorare la qualità dei servizi in tempo reale sulle wireless mesh network sfruttando sia i<br />
possibili multi-path sia co<strong>di</strong>fiche multi-description. In questa prima fase sono state analizzate wireless<br />
mesh network multipercorso e la trasmissione <strong>di</strong> servizi <strong>di</strong> tipo Voice over IP attraverso le<br />
medesime. E' stato quin<strong>di</strong> stu<strong>di</strong>ato ed implementato un meccanismo intelligente <strong>di</strong> routing che<br />
permette <strong>di</strong> selezionare fra i <strong>di</strong>versi percorsi <strong>di</strong>sponibili quello che è in grado <strong>di</strong> garantire una<br />
migliore qualità del servizio. La misura <strong>della</strong> qualità del servizio è stata effettuata implementando sui<br />
no<strong>di</strong> router un algoritmo che effettua una stima opportunamente pesata del Mean Opinion Score<br />
(MOS) sul traffico <strong>di</strong> tipo CBR. E' stato inoltre stu<strong>di</strong>ato e implementato un protocollo <strong>di</strong> probing per<br />
effettuare la stima del MOS sui <strong>di</strong>versi percorsi in maniera tale da aggiornare in tempo reale le<br />
tabelle <strong>di</strong> routing e selezionare per ogni singolo pacchetto (o per un gruppo <strong>di</strong> pacchetti) il percorso<br />
migliore. Sfruttando il simulatore <strong>di</strong> reti NS-2 e l'estensione Miracle sono stati implementati gli<br />
algoritmi e i protocolli necessari per simulare sia scenari <strong>di</strong> tipo statico (in cui il traffico <strong>di</strong> rete si<br />
mantiene costante sui <strong>di</strong>versi percorsi), sia scenari <strong>di</strong> tipo <strong>di</strong>namico (in cui il carico sui <strong>di</strong>versi percorsi<br />
varia nel tempo). I risultati delle simulazioni effettuate hanno mostrato che, sfruttando i meccanismi<br />
implementati, è possibile ottenere un sensibile miglioramento in termini <strong>di</strong> throughput, <strong>di</strong> packet<br />
error rate e <strong>di</strong> MOS rispetto al caso nel quale la scelta del percorso viene effettuata in maniera<br />
casuale. Inoltre, grazie ai risultati ottenuti con lo scenario <strong>di</strong>namico, è stato possibile <strong>di</strong>mostrare che<br />
il sistema proposto è in grado <strong>di</strong> reagire in maniera sufficientemente rapida a eventuali variazioni<br />
del carico <strong>della</strong> rete sui <strong>di</strong>versi percorsi. I risultati <strong>di</strong> quest'attività <strong>di</strong> ricerca sono stati accettati per<br />
essere presentati alla IEEE International Conference on Communications (ICC2011) e saranno<br />
pubblicati nei relativi procee<strong>di</strong>ngs.<br />
DFMIE - Rapporto attività <strong>2010</strong><br />
44
ALGORITMI PER IL RICONOSCIMENTO E LA CLASSIFICAZIONE DEL<br />
SEGNALE VOCALE<br />
RESPONSABILE<br />
COMPONENTI<br />
Salvatore Serrano<br />
Giuseppe Campobello<br />
COLLABORAZIONI SCIENTIFICHE ESTERNE<br />
ATTIVITÀ<br />
S. Casale (Dipartimento <strong>di</strong> Ingegneria Informatica e delle Telecomunicazioni -<br />
Università degli Stu<strong>di</strong> <strong>di</strong> Catania)<br />
A. Russo (Dipartimento <strong>di</strong> Ingegneria Informatica e delle Telecomunicazioni -<br />
Università degli Stu<strong>di</strong> <strong>di</strong> Catania)<br />
Nell'ambito dell'elaborazione del segnale vocale ai fini del riconoscimento e <strong>della</strong> classificazione<br />
sono stati continuati gli stu<strong>di</strong> relativi ai sistemi per la classificazione dello stato emotivo del<br />
parlatore.<br />
In collaborazione con il gruppo coor<strong>di</strong>nato dal Prof. S. Casale dell'Università <strong>di</strong> Catania è stata<br />
condotta un'attività <strong>di</strong> ricerca mirata alla determinazione <strong>della</strong> robustezza dei meto<strong>di</strong> <strong>di</strong> selezione<br />
dei parametri statistici utilizzati per la classificazione. Sono stati utilizzati 4 <strong>di</strong>versi speech corpora<br />
(FAU AIBO Emotion Corpus, Berlin Database of Emotional Speech, Speech Under Simulated and<br />
Actual Stress e Vera-Am-Mittag Database) per effettuare un'analisi intra-corpus e inter-corpora che<br />
permettesse <strong>di</strong> valutare l'effettiva robustezza dei parametri selezionati al variare <strong>della</strong> lingua, del<br />
tipo e <strong>della</strong> durata dell'unità semantica e <strong>della</strong> modalità <strong>di</strong> sollecitazione degli stati emotivi<br />
(spontanea o simulata). Il metodo <strong>di</strong> selezione utilizzato, CFSSubsetEval-BestFirst, si basa su una<br />
valutazione che sfrutta l'analisi <strong>della</strong> correlazione fra i coefficienti e la classe e una tecnica <strong>di</strong> tipo<br />
forward selection per mettere insieme i <strong>di</strong>versi coefficienti. In una prima fase dell'attività <strong>di</strong> ricerca la<br />
valutazione delle prestazioni è stata fatta utilizzando solo una classificazione bimodale basata su<br />
modelli <strong>di</strong> tipo statistico NaiveBayes. I risultati <strong>di</strong> quest'attività sono stati presentati alla 18th<br />
European Signal Processing Conference (EUSIPCO-<strong>2010</strong>) e pubblicati nei relativi procee<strong>di</strong>ngs. In<br />
un'estensione <strong>di</strong> questo lavoro, sottomessa a pubblicazione nella rivista Journal of Communication<br />
and Computer, è stata mostrata la robustezza del metodo <strong>di</strong> selezione utilizzando anche dei modelli<br />
<strong>di</strong> riconoscimento basati su Support Vector Machines e Multi Layer Perceptrons.<br />
DFMIE - Rapporto attività <strong>2010</strong><br />
45
ELABORAZIONE NUMERICA DEI SEGNALI APPLICATA AI SEGNALI<br />
BIOMEDICALI<br />
RESPONSABILE<br />
COMPONENTI<br />
Salvatore Serrano<br />
Giuseppe Campobello<br />
Galeano Massimiliano studente del Dottorato in Tecnologie Avanzate per<br />
l’Optoelettronica e la Fotonica e Modellizzazione Elettromagnetica<br />
COLLABORAZIONI SCIENTIFICHE ESTERNE<br />
ATTIVITÀ<br />
F. Angileri (Dipartimento Di Neuroscienze, Scienze Psichiatriche e Anestesiologiche;<br />
Università <strong>di</strong> Messina)<br />
Nell'ambito biome<strong>di</strong>cale è continuata la collaborazione con il gruppo <strong>di</strong> Neurochirurgia del<br />
Policlinico Universitario <strong>di</strong> Messina e con il gruppo <strong>di</strong> Elettrotecnica dell'Università <strong>di</strong> Messina in<br />
relazione all'attività <strong>di</strong> ricerca relativa al problema <strong>della</strong> <strong>di</strong>agnosi <strong>della</strong> patologia “idrocefalo<br />
normoteso i<strong>di</strong>opatico” attraverso l'analisi statistica <strong>di</strong> registrazioni del segnale <strong>di</strong> “pressione<br />
intracranica” durante un test <strong>di</strong> infusione.<br />
È stata ulteriormente affinata la tecnica <strong>di</strong> filtraggio del segnale con lo scopo <strong>di</strong> in<strong>di</strong>viduare nuovi<br />
parametri e, soprattutto, per ottenere una precisione più elevata dei valori.<br />
I risultati <strong>di</strong> quest'ulteriore attività sono stati presentati alla 32st Annual International Conference of<br />
the IEEE Engineering in Me<strong>di</strong>cine and Biology Society (EMBC-<strong>2010</strong>) e pubblicati nei relativi<br />
procee<strong>di</strong>ngs. Anche l'architettura del sistema <strong>di</strong> acquisizione del segnale pressione intracranica è stato<br />
oggetto <strong>di</strong> un'accurata attività <strong>di</strong> ricerca e, in particolare, la strumentazione e la metodologia<br />
utilizzate per acquisire ed elaborare il segnale al fine <strong>di</strong> estrarre il contenuto <strong>di</strong> ogni singolo periodo<br />
<strong>della</strong> forma d'onda sono stati presentati alla XV Conferenza Nazionale Associazione Italiana Sensori<br />
e Microsistemi (AISEM-<strong>2010</strong>) e pubblicati nel relativo book of abstracts e, in formato esteso, come<br />
articolo su libro in Sensors and Microsystems: AISEM-<strong>2010</strong> Procee<strong>di</strong>ngs (Lecture Notes in Electrical<br />
Engineering).<br />
Un'ulteriore attività <strong>di</strong> ricerca nell'ambito biome<strong>di</strong>cale ha riguardato l'analisi del segnale<br />
elettrocar<strong>di</strong>ografico. In particolare è stato stu<strong>di</strong>ato e sviluppato un algoritmo <strong>di</strong> filtraggio non<br />
lineare, basato sull'approssimazione <strong>della</strong> forma d'onda attraverso dei segmenti, per il<br />
DFMIE - Rapporto attività <strong>2010</strong><br />
46
iconoscimento dei picchi R. I risultati ottenuti, in termini <strong>di</strong> errore quadratico me<strong>di</strong>o, rispetto alla<br />
marcatura manuale e alla marcatura effettuata con uno dei meto<strong>di</strong> automatici più utilizzati in<br />
ambito scientifico (il metodo “Laguna”) hanno evidenziato un significativo incremento delle<br />
prestazioni. Le prestazioni sono state valutate utilizzando il QT database che include registrazioni <strong>di</strong><br />
elettrocar<strong>di</strong>ogrammi appositamente selezionate per la valutazione <strong>di</strong> algoritmi <strong>di</strong> misura<br />
dell'intervallo QT e <strong>di</strong> altri intervalli <strong>di</strong> forme d'onda presenti negli ECG (database utilizzato dagli<br />
stessi sviluppatori del metodo “Laguna”). Anche i risultati <strong>di</strong> questo lavoro sono stati presentati alla<br />
32st Annual International Conference of the IEEE Engineering in Me<strong>di</strong>cine and Biology Society<br />
(EMBC-<strong>2010</strong>) e pubblicati nei relativi procee<strong>di</strong>ngs.<br />
DFMIE - Rapporto attività <strong>2010</strong><br />
47
8. ALTRI PROGETTI DI RICERCA E DIDATTICI<br />
Prof. Bruno Azzerboni<br />
• Progetto Erasmus con l’Università <strong>di</strong> Salamanca (Spagna).<br />
Prof. Fortunato Neri<br />
• Responsabile scientifico del Progetto triennale <strong>di</strong> ricerca industriale del MIUR (D.Lgs n° 297<br />
del 27/7/1999) “Strati sottili <strong>di</strong> carbonio e relativi processi <strong>di</strong> crescita per rivestimenti antierosione”<br />
(G.U.R.I., serie Generale n° 3 del 4.1.2006, importo € 672.000).<br />
• Promotore e responsabile scientifico dello “Spin-off” accademico “Advanced and Nano<br />
Materials Research s.r.l.” dell’Università <strong>di</strong> Messina, attivato presso il Dipartimento.<br />
• Responsabile scientifico progetto “Caratterizzazione <strong>di</strong> <strong>materia</strong>li isolanti, metallici,<br />
semiconduttori e composti <strong>di</strong> intercalazione me<strong>di</strong>ante tecniche <strong>di</strong> spettroscopia ottica”<br />
finanziato dalla Regione Sicilia cap. 373301 es. fin. <strong>2010</strong><br />
Prof. Angela Maria Mezzasalma<br />
• Progetto PLEIADI del gruppo V dell’INFN<br />
• NTA-HELIOS: Nuove Tecnologie <strong>di</strong> Accelerazione-Hot Electron Layers in ECR IOn Sources<br />
finanziato come progetto strategico dell’INFN<br />
• Progetto Lauree Scientifiche<br />
Prof. Alina Caddemi<br />
• Progetto FIRB “Tecnologie Innovative per Radar Avionici con Antenna Radar a Scansione<br />
Elettronica IMT-ARSEL ” cofinanziato dal MIUR.<br />
• Progetto TEMPUS finanziato dalla Comunità Europea per lo sviluppo e la realizzazione <strong>di</strong> un<br />
ciclo sperimentale <strong>di</strong> laurea specialistica in Ingegneria delle Telecomunicazioni e Controllo<br />
presso l’Università <strong>di</strong> Nis, Serbia (project JEP 41112 2006).<br />
• Progetto bilaterale Italia-Polonia “Characterization and modeling of GaN devices for the<br />
design of advanced microwave circuits (CMOGAN)” cofinanziato per il biennio 2008/09<br />
dal Ministero degli Affari Esteri.<br />
Prof. Letteria Silipigni<br />
• PRIN Anno 2008 - prot. 2008A9C4HZ_002- Coord. Nazionale: AGOSTIANO ANGELA -<br />
Coord. Locale: MONSU' SCOLARO LUIGI- Titolo: Sistemi auto-organizzati <strong>di</strong> porfirine su<br />
matrici biologiche ed inorganiche- Durata 24 mesi-Cofinanziato nel gennaio <strong>2010</strong><br />
Dott. Nicola Donato<br />
• PRA inter<strong>di</strong>sciplinare “Sensori avanzati per la <strong>di</strong>agnostica clinica: <strong>materia</strong>li, <strong>di</strong>spositivi e<br />
tecnologie".<br />
DFMIE - Rapporto attività <strong>2010</strong><br />
48
9. LABORATORI DI RICERCA<br />
Per lo svolgimento delle attività i vari gruppi <strong>di</strong> ricerca si avvalgono <strong>di</strong> laboratori localizzati presso<br />
le se<strong>di</strong> delle Facoltà <strong>di</strong> Scienze MM.FF.NN. e <strong>di</strong> Ingegneria.<br />
Inoltre, sempre per far fronte alle esigenze dei propri gruppi <strong>di</strong> ricerca, il Dipartimento, sulla base <strong>di</strong><br />
appositi accor<strong>di</strong>, utilizza locali ed attrezzature presenti all’interno dell’ Officina meccanica, in atto<br />
gestita dal Dipartimento <strong>di</strong> Fisica, che si trova ubicata presso la Facoltà <strong>di</strong> Scienze MM.FF.NN.<br />
FACOLTÀ DI SCIENZE MM.FF.NN.<br />
Lab. <strong>di</strong> Analisi Spettroscopiche - Responsabile L. Silipigni<br />
Lab. <strong>di</strong> Chimica - Responsabile Sig. F. Bonsignore<br />
Lab. <strong>di</strong> Elettronica - Responsabile Sig. F. Bonsignore<br />
Lab. <strong>di</strong> Spettroscopia Fotoelettronica - Responsabili A.M. Mezzasalma, G. Mon<strong>di</strong>o, F. Neri, L.<br />
Silipigni<br />
Lab. <strong>di</strong> Spettroscopia Ottica- Responsabile Prof. G. Mon<strong>di</strong>o<br />
Lab. <strong>di</strong> Microanalisi - Responsabile Prof. F. Neri<br />
Lab. <strong>di</strong> Nano<strong>materia</strong>li (Spin Off ANM Research s.r.l.) - Responsabile Prof. F. Neri<br />
Lab. <strong>di</strong> Tecniche Spettroscopiche - Responsabile Prof. F. Neri<br />
Lab. Didattico - Responsabile Sig. F. Bonsignore<br />
Lab.CAD Elettronico - Responsabile Prof. C. Ciofi<br />
FACOLTÀ DI INGEGNERIA<br />
Lab. Dispositivi e Sistemi Elettronici - Responsabile Prof. C. Ciofi<br />
Lab. Comunicazioni Elettriche - Responsabile Dott. G. Campobello<br />
Flexible REliable Electronics Lab. - Responsabile Prof. A. Arena<br />
Lab. Elettronica dei Sensori e Sistemi <strong>di</strong> Trasduzione - Responsabile Dott. N. Donato<br />
Lab. Elettronica delle Microonde - Responsabile Prof. A. Caddemi<br />
Lab. Microscopia e Spettroscopia ad Alta Risoluzione - Responsabile Dott. S. Patanè<br />
Lab. Nanotecnologie - Responsabile Dott. S. Patanè<br />
Lab. Telecomunicazioni - Responsabile Dott. S. Serrano<br />
Lab. <strong>di</strong> Magnetismo – Responsabile Prof. Bruno Azzerboni<br />
DFMIE - Rapporto attività <strong>2010</strong><br />
49
Laboratorio <strong>di</strong> ANALISI SPETTROSCOPICHE<br />
La strumentazione presente nel laboratorio è <strong>di</strong><br />
base per effettuare, in parte, la sintesi e la<br />
caratterizzazione ottica, elettronica e <strong>di</strong>elettrica <strong>di</strong><br />
film <strong>di</strong> <strong>materia</strong>li polifunzionali ibri<strong>di</strong> organico-<br />
inorganici e <strong>di</strong> composti <strong>di</strong> intercalazione<br />
Laboratorio <strong>di</strong> SPETTROSCOPIA FOTOELETTRONICA<br />
La spettroscopia fotoelettronica a raggi X (XPS) è una tecnica d’indagine<br />
spettroscopica <strong>di</strong> superficie che riesce a sondare spessori dell’or<strong>di</strong>ne <strong>di</strong><br />
qualche nm e che coinvolge elettroni provenienti dai livelli <strong>di</strong> core.<br />
Tale tecnica permette <strong>di</strong> avere informazioni sia <strong>di</strong> tipo quantitativo, ossia<br />
sulle percentuali relative degli elementi costituenti il film, sia <strong>di</strong> tipo<br />
qualitativo ossia sulla natura del loro legame chimico.<br />
La tecnica è tra l’altro non–invasiva e quin<strong>di</strong> non <strong>di</strong>struttiva.<br />
Laboratorio <strong>di</strong> SPETTROSCOPIA OTTICA<br />
Il laboratorio si avvale <strong>di</strong> una serie <strong>di</strong> due spettrofotometri a reticolo a<br />
doppio fascio, il primo (Perkin Elmer Lambda 2) per misure <strong>di</strong><br />
assorbimento, trasmissione e riflettività speculare da 1100 a 200 nm, il<br />
secondo (Perkin Elmer 983) per misure <strong>di</strong> assorbimento infrarosso da 2 a<br />
40 micron. Sono <strong>di</strong>sponibili due accessori del PE Lambda 2 da utilizzare per<br />
la misura <strong>della</strong> riflettività speculare <strong>di</strong> campioni soli<strong>di</strong>. Uno<br />
spettrofotofluorimetro (Jobin Yvon FluoroMax 2) funzionante nel range<br />
visibile-primo ultravioletto completa la serie degli strumenti <strong>di</strong>sponibili.<br />
Me<strong>di</strong>ante l’uso dei tre suddetti strumenti è possibile la caratterizzazione<br />
ottica <strong>di</strong> <strong>materia</strong>li allo stato solido (cristallini e amorfi) ed allo stato liquido<br />
(liqui<strong>di</strong> puri e soluzioni) effettuando, in quest’ultimo caso, misure sia <strong>di</strong><br />
carattere qualitativo (riconoscimento delle sostanze) che quantitativo<br />
(concentrazioni). Il profilo dello spettro <strong>di</strong> assorbimento <strong>di</strong> un campione<br />
<strong>di</strong>pende infatti primariamente dallo suo stato chimico e dal suo stato <strong>di</strong><br />
aggregazione.<br />
DFMIE - Rapporto attività <strong>2010</strong><br />
50
Laboratorio <strong>di</strong> MICROANALISI<br />
Il laboratorio è dotato <strong>di</strong> sistema per la sinterizzazione <strong>di</strong> <strong>di</strong>versi<br />
<strong>materia</strong>li (p.es. ceramici, metallici) me<strong>di</strong>ante pressa isostatica ad<br />
alta temperatura. Tale sistema QUICKPRESS consente <strong>di</strong> operare a<br />
pressioni che vanno dai 0.3 ai 2.5 Gpa e a temperature che<br />
raggiungono i 1800°C. Il laboratorio è dotato <strong>di</strong> anche <strong>di</strong> un<br />
sistema per misure <strong>di</strong> profilometria superficiale a stilo (risoluzione<br />
laterale 5 μm, verticale 0.5 nm) e <strong>di</strong> un stema per misure <strong>di</strong><br />
trasporto elettrico in funzione <strong>della</strong> temperatura con l’utilizzo <strong>di</strong><br />
un criostato (anche ottico) ad azoto liquido.<br />
Laboratorio <strong>di</strong> TECNICHE SPETTROSCOPICHE -<br />
Il laboratorio è dotato <strong>di</strong> un sistema <strong>di</strong> spettroscopia Raman con elevata risoluzione spaziale (ca.<br />
10 μm ×10 μm) con rivelatore a CCD raffreddato ad LN2, accoppiato con un microscopio ottico<br />
(ingran<strong>di</strong>menti fino a 1000×). Sono <strong>di</strong>sponibili varie sorgenti laser nella regione del visibile oltre ad<br />
un sistema <strong>di</strong> traslazione XY del campione che permette l’acquisizione <strong>di</strong> mappe Raman con<br />
risoluzione micrometrica. E’ anche <strong>di</strong>sponibile un sistema a fibre ottiche per misure <strong>di</strong> spettroscopia<br />
ottica convenzionale (trasmissione, riflessione, fluorescenza) nella regione UV-VIS-NIR.<br />
DFMIE - Rapporto attività <strong>2010</strong><br />
51
Laboratorio <strong>di</strong> CAD ELETTRONICO<br />
Presso il Laboratorio CAD Elettronico si svolgono attività <strong>di</strong> progettazione avanzata <strong>di</strong> circuiti<br />
integrati ASIC in tecnologia bipolare e CMOS. A tale scopo il laboratorio <strong>di</strong>spone <strong>di</strong> workstation<br />
SUNBLADE e del software CADENCE Design Framework. L’attività attualmente svolta è centrata sul<br />
progetto <strong>di</strong> front end integrati a Ra<strong>di</strong>o Frequenza e sullo sviluppo <strong>di</strong> blocchi <strong>di</strong> elaborazione<br />
analogico-<strong>di</strong>gitale. In particolare sono stati realizzati circuiti per applicazioni a RF in tecnologia<br />
bipolare (Low Noise Amplifier selettivo nella banda degli 1.8 GHz, Mixer ad alta reiezione <strong>di</strong><br />
immagine nella banda dei 5.25 GHz) ed è stata sviluppata una nuova configurazione <strong>di</strong> induttanza<br />
attiva che consente <strong>di</strong> adattare la tecnica del Boot-Strapped Inductor, sviluppata per tecnologie<br />
bipolari, alle tecnologie CMOS. Attualmente si sta stu<strong>di</strong>ando la possibilità <strong>di</strong> realizzare VCO in<br />
tecnologia CMOS per applicazioni a larga banda (3 GHz – 10 GHz). Le tecnologie <strong>di</strong>sponibili per i<br />
progetti sono state fornite dalla ST Microelectronics (CMOS 130 nm e CMOS 90 nm). Per quanto<br />
riguarda lo sviluppo <strong>di</strong> blocchi <strong>di</strong> elaborazione analogico-<strong>di</strong>gitale, è stata affrontata la possibilità <strong>di</strong><br />
realizzare Memorie Statiche per Segnali Analogici (SAM) ad alta precisione in forma integrata<br />
partendo dalla struttura <strong>di</strong> un convertitore AD ad approssimazioni successive, sfruttando le proprietà<br />
delle reti a scala R-βR Obiettivo futuro è la realizzazione <strong>di</strong> convertitori AD e DA ad elevata<br />
accuratezza e basso costo basati su reti a scala R-βR<br />
DFMIE - Rapporto attività <strong>2010</strong><br />
52
Laboratorio <strong>di</strong> DISPOSITIVI E SISTEMI ELETTRONICI<br />
L’attività <strong>di</strong> ricerca è incentrata su:<br />
• Caratterizzazione elettrica <strong>di</strong> <strong>di</strong>spositivi e <strong>materia</strong>li per<br />
l’elettronica.<br />
• Valutazione dell’affidabilità <strong>di</strong> <strong>di</strong>spositivi elettronici me<strong>di</strong>ante<br />
tecniche convenzionali e basate su misure <strong>di</strong> rumore ad alta<br />
sensibilità.<br />
• Sviluppo <strong>di</strong> nuove metodologie <strong>di</strong> misura e <strong>della</strong> relativa<br />
strumentazione.<br />
• Sviluppo e testing <strong>di</strong> sistemi elettronici per applicazioni<br />
de<strong>di</strong>cate con l’impiego <strong>di</strong> microcontrollori, processori DSP e<br />
FPGA.<br />
• Progetto e testing <strong>di</strong> sistemi automatici <strong>di</strong> monitoraggio,<br />
acquisizione ed elaborazione dati.<br />
La strumentazione <strong>di</strong>sponibile consente la caratterizzazione elettrica <strong>di</strong><br />
<strong>di</strong>spositivi elettronici sia in package sia a livello <strong>di</strong> wafer. La possibilità<br />
<strong>di</strong> impiego <strong>della</strong> strumentazione <strong>di</strong>sponibile si estende alla<br />
caratterizzazione elettrica (in continua, <strong>di</strong> impedenza, <strong>di</strong> rumore, in<br />
temperatura) ed anche al caso <strong>di</strong> nuovi <strong>materia</strong>li per la sensoristica.<br />
Nell’ambito dello stu<strong>di</strong>o delle cause <strong>di</strong> fallimento dei circuiti integrati,<br />
tema <strong>di</strong> fondamentale importanza per l’elettronica VLSI e ULSI, è stato<br />
progettato e realizzato un sistema innovativo per l’esecuzione <strong>di</strong> test<br />
MTF (Me<strong>di</strong>an Time to Failure) per la caratterizzazione <strong>di</strong><br />
interconnessioni in rame spesso. Questo sistema consente <strong>di</strong> mantenere<br />
costante la temperatura dei campioni durante tutta la fase <strong>di</strong> misura,<br />
impiegando una camera termica per campione ed opportuni algoritmi<br />
che tengono conto degli effetti <strong>di</strong> autoriscaldamento dovuto ai danni<br />
da Elettromigrazione. Vengono inoltre sviluppate applicazioni <strong>di</strong><br />
controllo, acquisizione ed elaborazione dati in ambiente<br />
LabwindowsCVI.<br />
DFMIE - Rapporto attività <strong>2010</strong><br />
53
Laboratorio <strong>di</strong> COMUNICAZIONI ELETTRICHE<br />
L’attività <strong>di</strong> ricerca, svolta sia in ambito accademico che in<br />
collaborazione con aziende ed enti <strong>di</strong> ricerca, si inquadra<br />
principalmente nell’ambito delle telecomunicazioni,<br />
dell’elaborazione numerica dei segnali e dell’elettronica <strong>di</strong>gitale<br />
applicata alle telecomunicazioni. Altri campi <strong>di</strong> interesse<br />
riguardano le reti <strong>di</strong> sensori, lo sviluppo <strong>di</strong> sistemi e reti per la<br />
teleme<strong>di</strong>cina e il tele-controllo, lo sviluppo <strong>di</strong> applicazioni <strong>di</strong><br />
intelligenza artificiale e bio-me<strong>di</strong>cali e <strong>di</strong> algoritmi <strong>di</strong> co<strong>di</strong>fica <strong>di</strong><br />
canale e <strong>di</strong> rete (network co<strong>di</strong>ng).<br />
Il laboratorio <strong>di</strong> ricerca è attrezzato con <strong>di</strong>versi sistemi per la<br />
trasmissione e l’elaborazione numerica <strong>di</strong> segnali utilizzati nell’ambito<br />
dell’attività <strong>di</strong> ricerca oltre che per lo sviluppo <strong>di</strong> Intellectual Property<br />
hardware e software. In particolare:<br />
- Altera Cyclone II DSP Development Kit<br />
- TI DSK TMS320C6416<br />
- Ettus USRP (GNU Ra<strong>di</strong>o)<br />
Laboratorio <strong>di</strong> ELETTRONICA DEI SENSORI E SISTEMI DI TRASDUZIONE (LESST)<br />
Le competenze del gruppo <strong>di</strong> ricerca riguardano l’elettronica riconfigurabile me<strong>di</strong>ante l’utilizzo <strong>di</strong><br />
sistemi a microcontrollore e a DSP e tutte le problematiche circa l’implementazione <strong>di</strong> sistemi<br />
automatizzati <strong>di</strong> trasduzione e misure elettriche fino ad alte frequenze. Il lavoro <strong>di</strong> ricerca è inoltre<br />
rivolto alla caratterizzazione elettrica <strong>di</strong> <strong>materia</strong>li e <strong>di</strong>spositivi avanzati per applicazioni nel settore<br />
dell’elettronica flessibile e <strong>della</strong> sensoristica.<br />
DFMIE - Rapporto attività <strong>2010</strong><br />
54
• Spettroscopia FT-IR e UV-VIS-IR.<br />
• Sviluppo <strong>di</strong> inchiostri conduttivi.<br />
• Caratterizzazione elettrica <strong>di</strong> <strong>di</strong>spositivi<br />
elettronici.<br />
• Progettazione e sviluppo <strong>di</strong> <strong>di</strong>spositivi<br />
LABORATORIO FREE (Flexible REliable Electronics)<br />
fotosensibili e <strong>di</strong> sensori resistivi, ottici e<br />
capacitivi per applicazioni ambientali e<br />
biome<strong>di</strong>cali a temperatura ambiente.<br />
• Deposizione <strong>di</strong> film sottili e strutture<br />
multistrato.<br />
• Progettazione e sviluppo <strong>di</strong> <strong>di</strong>spositivi su<br />
substrato flessibile.<br />
(e)<br />
40 μm<br />
a), b) Blocchi <strong>di</strong> 4 ed 8 elettro<strong>di</strong> inter<strong>di</strong>gitati e sensore <strong>di</strong> temperatura, in alluminio, su trasparenza per stampante laser.<br />
c) Spirale in rame, su trasparenza per stampante laser.<br />
d) Fase <strong>di</strong> un processo <strong>di</strong> evaporazione <strong>di</strong> film sottili<br />
e) Processo <strong>di</strong> stampa <strong>di</strong> blocchi <strong>di</strong> serpentine riscaldanti basate su inchiostri contenenti nanoparticelle <strong>di</strong> Ag.<br />
f, g) Elettro<strong>di</strong> inter<strong>di</strong>gitati a base <strong>di</strong> nanoparticelle <strong>di</strong> Ag, stampati su trasparenza per stampante laser.<br />
h) Circuito su carta fotografica con piste conduttive a base <strong>di</strong> nano tubi <strong>di</strong> carbonio.<br />
i) Fotoluminescenza <strong>di</strong> un film sottile <strong>di</strong> Polyhexylthiophene.<br />
l) Film <strong>di</strong> Polyhexylthiophene depositato su substrato flessibile, con applicati elettro<strong>di</strong> inter<strong>di</strong>gitati in alluminio.<br />
m) Set-up per misure <strong>di</strong> fotoluminescenza.<br />
DFMIE - Rapporto attività <strong>2010</strong><br />
(a) (b)<br />
(c) (d)<br />
(f) (g)<br />
(f)<br />
(g) (h)<br />
(i)<br />
(l)<br />
(m)<br />
55
Laboratorio <strong>di</strong> ELETTRONICA DELLE MICROONDE<br />
Il laboratorio è attualmente attrezzato e utilizzato per misure a basso/me<strong>di</strong>o livello <strong>di</strong> potenza su<br />
componenti e circuiti a frequenze nel campo delle microonde (1-50 GHz.) Sono presenti i seguenti<br />
strumenti:<br />
• Analizzatore <strong>di</strong> reti vettoriale 875E Agilent Technologies (30 KHz – 6 GHz)<br />
• Analizzatore <strong>di</strong> reti vettoriale E8364A Agilent Technologies (45 MHz – 50 GHz)<br />
• Analizzatore <strong>di</strong> spettro N9020A (20 Hz – 26.5 GHz)<br />
• Analizzatore <strong>di</strong> cifra <strong>di</strong> rumore e <strong>di</strong> guadagno NP8975 (10 MHz-26.5 GHz)<br />
• Alimentatori HP E3631A e HP E3632A - Multimetro <strong>di</strong>gitale HP 34411<br />
• PC controller con software HP VEE<br />
• Stazione on wafer Cascade Microtech M150 con probe coplanari e software <strong>di</strong> calibrazione<br />
WinCal<br />
• Camera criogenica a ricircolo <strong>di</strong> He liquido per misure fino a 30 K<br />
• Oscilloscopio Tektronics TDS2022 bicanale 2 GS/sec<br />
• N.2 Schede National Instruments 779307-01NI PCI-4461, 24-Bit, 204.8 kS/s, 2 In/2 Out, 118<br />
dB Dynamic Range<br />
• N.2 High Current Bias Network 11612 Agilent Technologies 45 MHz – 26.5 GHz<br />
• Kit <strong>di</strong> calibrazione APC-7 85050D Agilent Tecnologies per calibrazioni in coassiale fino a 18<br />
GHz<br />
• Transistor Test Fixture MT950G Maury Microwave per misure <strong>di</strong> transistori in package fino<br />
a 18 GHz<br />
• Software <strong>di</strong> progettazione (CAD) e simulazione a microonde Microwave Office AWR<br />
DFMIE - Rapporto attività <strong>2010</strong><br />
56
Quadro sintetico del servizio e/o ritrovato tecnologico proponibili al settore produttivo-<br />
industriale delle potenzialità <strong>di</strong> utilizzo <strong>di</strong> queste strumentazioni:<br />
• Progettazione <strong>di</strong> componenti e circuiti lineari a microonde<br />
• Caratterizzazione <strong>di</strong> componenti e circuiti a microonde<br />
• Misure e determinazione <strong>di</strong> modelli circuitali o black-box <strong>di</strong> componenti a microonde in<br />
package e on wafer<br />
• Determinazione <strong>di</strong> modelli <strong>di</strong> <strong>di</strong>spositivi con proprietà <strong>di</strong> rumore<br />
• Analisi e sperimentazione <strong>di</strong> procedure innovative <strong>di</strong> modellistica per <strong>di</strong>spositivi a<br />
microonde<br />
Quadro sintetico del servizio e/o ritrovato tecnologico offerti al settore produttivo-industriale<br />
attraverso l’utilizzo <strong>della</strong> strumentazione soprain<strong>di</strong>cata:<br />
• Progettazione <strong>di</strong> componenti e circuiti lineari a microonde<br />
• Caratterizzazione <strong>di</strong> componenti e circuiti a microonde<br />
• Misure e determinazione <strong>di</strong> modelli circuitali o black-box <strong>di</strong> componenti a microonde in<br />
package e on wafer<br />
DFMIE - Rapporto attività <strong>2010</strong><br />
57
Laboratorio <strong>di</strong> NANOTECNOLOGIE<br />
Vengono sviluppate ed applicare <strong>di</strong>verse tecniche <strong>di</strong> <strong>di</strong>agnostica orientate<br />
alla caratterizzazione <strong>di</strong> nano strutture. Esso <strong>di</strong>spone <strong>di</strong> alcuni tool ormai<br />
<strong>di</strong> provata efficacia come la microscopia STM ed AFM in grado <strong>di</strong><br />
caratterizzare superfici su scala nanometrica e sub nanometrica. Sono<br />
<strong>di</strong>sponibili per la caratterizzazione spettroscopica un microscopio ad<br />
apertura in grado <strong>di</strong> fornire mappe <strong>di</strong> fluorescenza con risoluzione<br />
spaziale migliore <strong>di</strong> 100 nm e un microscopio <strong>della</strong> famiglia “senza<br />
apertura” in grado <strong>di</strong> funzionare con sonde <strong>di</strong> nuova generazione come<br />
le hollow catilevere e con punte metalliche fatte in casa. Sono inoltre<br />
<strong>di</strong>sponibili <strong>di</strong>versi tool che consentono <strong>di</strong> realizzare misure <strong>di</strong><br />
spettroscopia Raman e <strong>di</strong> fluorescenza, un microscopio in grado <strong>di</strong> fornire<br />
la mappatura infrarossa risolta in tempo <strong>di</strong> <strong>di</strong>spositivi <strong>di</strong> potenza,<br />
attrezzatura per la caratterizzazione elettrica <strong>di</strong> <strong>materia</strong>li semiconduttori e<br />
un buon numero <strong>di</strong> sorgenti laser a a gas come a stato solido ed<br />
impulsate.<br />
Laboratorio <strong>di</strong> MICROSCOPIA E SPETTROSCOPIA AD ALTA RISOLUZIONE<br />
Il laboratorio si occupa anche <strong>di</strong> realizzare strutture fotoniche utilizzando<br />
tecniche <strong>di</strong> deposizione in ultra alto vuoto. Con queste tecniche è possibile<br />
realizzare multiplayer organici e <strong>di</strong>elettrici e progettare microstrutture risonanti<br />
come micro cavità o specchi <strong>di</strong> Bragg.<br />
DFMIE - Rapporto attività <strong>2010</strong><br />
58
10. ANM RESEARCH S.R.L (SPIN OFF)<br />
Dalle attività <strong>di</strong> ricerca svolte nell’ambito del Dipartimento, in particolare quelle svolte dal gruppo<br />
del Prof. F. Neri, ha avuto origine la società <strong>di</strong> Spin-Off accademico “Advanced and Nano Materials<br />
Research s.r.l.” (A.N.M.R.), che dal 2006 svolge la propria attività <strong>di</strong> ricerca e stu<strong>di</strong>o sulla base <strong>di</strong><br />
una convenzione con l’Università degli Stu<strong>di</strong> <strong>di</strong> Messina e <strong>di</strong> un accordo <strong>di</strong> collaborazione con il<br />
Dipartimento. Le attività svolte riguardano le nanostrutture <strong>di</strong> base ed i relativi processi <strong>di</strong><br />
realizzazione e trattamento. Gli ambiti <strong>di</strong>sciplinari interessati sono svariati e vanno dalla tecnologia<br />
nanomolecolare, alla nanoelettronica, alla biotecnologia, alla scienza dei <strong>materia</strong>li, all’informatica<br />
applicata, allo sviluppo <strong>di</strong> simulatori <strong>di</strong> nanostrutture e nanosistemi. Obiettivi <strong>della</strong> Società:<br />
- stu<strong>di</strong>are e mettere a punto processi <strong>di</strong> crescita, deposizione, trattamento con la più ampia gamma<br />
<strong>di</strong> gra<strong>di</strong> <strong>di</strong> libertà per l’ottenimento <strong>di</strong> una corrispondente ampia gamma <strong>di</strong> proprietà chimiche,<br />
fisiche, meccaniche ed elettriche dei <strong>materia</strong>li ottenibili, siano essi film sottili per coating, oppure<br />
compositi polimerici, metallici e ceramici, o <strong>di</strong> altra forma;<br />
- progettare e realizzare strumenti in grado <strong>di</strong> consentire l’osservazione e la manipolazione su scala<br />
nanometrica <strong>di</strong> superfici eterogenee per l’ottenimento <strong>di</strong> nanostrutture in-situ con le caratteristiche<br />
chimiche e geometriche desiderate e elevatissima risoluzione laterale.<br />
Il prodotto finale offerto è costituito dal risultato <strong>della</strong> ricerca industriale e dal prototipo <strong>di</strong><br />
<strong>materia</strong>le avente le caratteristiche progettate, assieme al processo <strong>di</strong> realizzazione e trattamento.<br />
Presidente e CEO<br />
Dr. Giuseppe Currò<br />
Vicepresidente e CSO<br />
Prof. Fortunato Neri<br />
Manager Programmi <strong>di</strong> Ricerca<br />
Dr. Alessandra Cascio<br />
Amministrazione<br />
Dr. Santella Sorrenti<br />
Responsabile Processi & Deposizioni<br />
Dr. Francesco Barreca<br />
Responsabile Diagnostiche Fisiche<br />
Dr. Salvatore Spadaro<br />
S t a f f d i A N M R e s e a r c h<br />
Responsabili Laboratorio Chimico www.anmresearch.it<br />
Dr. Francesco Toscano<br />
Dr. Ilenia Pisagatti<br />
DFMIE - Rapporto attività <strong>2010</strong><br />
59
11. CENTRO SICILIANO PER LE RICERCHE ATMOSFERICHE E DI FISICA<br />
DELL’AMBIENTE<br />
Il Centro Siciliano per le Ricerche Atmosferiche e <strong>di</strong> Fisica dell’Ambiente (C.S.R.A.F.A.) costituito<br />
nell’anno 1989 ha la finalità <strong>di</strong> condurre ricerche fisiche applicabili allo stu<strong>di</strong>o dell’ambiente e<br />
dell’atmosfera.<br />
Il Centro favorisce e promuove :<br />
• l’elaborazione ed esecuzione <strong>di</strong> programmi <strong>di</strong> ricerca e <strong>di</strong> stu<strong>di</strong>o per conto proprio e <strong>di</strong> terzi;<br />
• la formazione <strong>di</strong> esperti sia a livello <strong>di</strong> laureato che <strong>di</strong>plomato, me<strong>di</strong>ante corsi <strong>di</strong><br />
specializzazione;<br />
• l’attuazione <strong>di</strong> iniziative <strong>di</strong> aggiornamento tecnico-scientifico;<br />
• la collaborazione tecnica e scientifica con Enti pubblici o privati e con Società;<br />
• tutto quant’altro risulti atto a potenziare lo sviluppo scientifico e tecnologico e a valorizzare<br />
nuovi brevetti.<br />
Presidente del Consiglio <strong>di</strong> Amministrazione<br />
Prof. Vincenzo Grasso<br />
Coor<strong>di</strong>natore del Comitato Tecnico Scientifico<br />
Prof. Guglielmo Mon<strong>di</strong>o<br />
Segreteria<br />
Rag. Giovanni Lentini<br />
S t a f f C . S . R . A . F . A<br />
DFMIE - Rapporto attività <strong>2010</strong><br />
http://ww2.unime.it/csrafa/index.htm<br />
60
12. PUBBLICAZIONI SCIENTIFICHE<br />
Di seguito, sono riportate le pubblicazione scientifiche prodotte dai docenti del Dipartimento<br />
relative all’anno <strong>2010</strong>.<br />
PUBBLICAZIONI CENSITE ISI<br />
S. Cataldo, S. Fabiano, F. Ferrante, F. Previti, S. Patané, B. Pignataro (<strong>2010</strong>). Organoboron polymers<br />
for photovoltaic bulk heterojunctions. MACROMOLECULAR RAPID COMMUNICATIONS.Vol. 31 1<br />
- 6 ISSN: 1022-1336<br />
L. J. Dhareshwar, N. K. Gupta, S. Chaurasia, P. Ayyub, N. Kulkarni, J. Badziak, T. Pisarczyk, A.<br />
Kasperczuk, P. Parys, M. Rosiski, J. Wołowski, E. Krousky, J. Krasa, K. Masek, M. Pfeifer, J. Skala, J.<br />
Ullschmied, A. Velyhan, D. Margarone, A. Mezzasalma, P. Pisarczyk Effect of gold nano-particle<br />
layers on ablative acceleration of plastic foil targets Journal of Physics: Conference Series 244,<br />
022018 (<strong>2010</strong>)<br />
L. Torrisi, F. Cari<strong>di</strong>, A. Borrielli, L. Giuffrida, A. Torrisi, G. Mon<strong>di</strong>o, A.M. Mezzasalma, T. Serafino,<br />
M. Caltabiano, E.D. Castrizio, E. Paniz, M. Romeo, A. Salici LAMQS and XRF analyses of ancient<br />
Egyptian bronze coins <strong>2010</strong> Ra<strong>di</strong>ation Effects and Defects in Solids 165 (6-10), pp. 626-636<br />
F. Cari<strong>di</strong>, L. Torrisi, A. Borrielli, G. Mon<strong>di</strong>o Isotopic ratio measurements with laser ablation coupled<br />
to mass quadrupole spectrometry <strong>2010</strong> Ra<strong>di</strong>ation Effects and Defects in Solids 165 (6-10), pp. 668-<br />
680<br />
S. Lanzafame, A.M. Mezzasalma, G. Mon<strong>di</strong>o, T. Serafino, F. Barreca, L. Torrisi, G. Bruno Structural,<br />
electronic, and optical properties of ITO thin films prepared at room temperature by pulsed laser<br />
deposition <strong>2010</strong> Ra<strong>di</strong>ation Effects and Defects in Solids 165 (6-10), pp. 592-600<br />
L. Torrisi, F. Cari<strong>di</strong>, L. Giuffrida, A. Torrisi, G. Mon<strong>di</strong>o, T. Serafino, M. Caltabiano, A. Salici LAMQS<br />
analysis applied to ancient Egyptian bronze coins <strong>2010</strong> Nuclear Instruments and Methods in Physics<br />
Research, Section B: Beam Interactions with Materials and Atoms 268 (10), pp. 1657-1664<br />
L. Silipigni, L. Schirò, V. Grasso, G. Salvato, L. Monsù Scolaro, G. De Luca Dielectric response of the<br />
manganese thiophosphate intercalated with potassium ions IL NUOVO CIMENTO B125 p.539<br />
(<strong>2010</strong>)<br />
G. Mannino, C. Spinella, R. Ruggeri, A. La Magna, G. Fisicaro, E. Fazio, F. Neri, V. Privitera<br />
Crystallization of implanted amorphous Silicon during millisecond annealing by infrared laser<br />
irra<strong>di</strong>ation Applied Physics Letters 97, 022107 (<strong>2010</strong>)<br />
N. Acacia, F. Barreca, E. Barletta, D. Spadaro, G. Currò, F. Neri Laser ablation synthesis of in<strong>di</strong>um<br />
oxide nanoparticles in water Applied Surface Science 256, 6918-6922 (<strong>2010</strong>)<br />
F. Barreca, N. Acacia, E. Barletta, D. Spadaro, G. Currò, F. Neri Small size TiO2 nanoparticles<br />
prepared by laser ablation in water Applied Surface Science 256, 6408-6412 (<strong>2010</strong>)<br />
DFMIE - Rapporto attività <strong>2010</strong><br />
61
F. Barreca, E. Barletta, D. Spadaro, S. Spadaro, G. Currò, S. Trusso, F. Neri Effects of the plasma<br />
expansion dynamics and of the laser fluence on CNx thin films deposited by laser ablation Ra<strong>di</strong>ation<br />
Effects & Defects in Solids 165, 809-814 (<strong>2010</strong>)<br />
F. Neri, P. Tripo<strong>di</strong>, S. Trusso, G. Faggio Optical and structural properties of silicon carbon nitride<br />
thin films deposited by reactive pulsed laser ablation Ra<strong>di</strong>ation Effects & Defects in Solids 165, 754-<br />
759 (<strong>2010</strong>)<br />
E. Fazio, F. Neri, R. Ruggeri, S. Trusso Pulsed laser-deposited SnOx : plasma expansion dynamics<br />
effects Ra<strong>di</strong>ation Effects & Defects in Solids 165, 700-705 (<strong>2010</strong>)<br />
N. Acacia, F. Barreca, E. Barletta, D. Spadaro,G. Currò, F. Neri Laser ablation synthesis of in<strong>di</strong>um<br />
oxide nanoparticles in water Ra<strong>di</strong>ation Effects & Defects in Solids 165, 688-692 (<strong>2010</strong>)<br />
F. Barreca, N. Acacia, E. Barletta, D. Spadaro, G. Currò, F. Neri Titanium oxide nanoparticles<br />
prepared by laser ablation in water Ra<strong>di</strong>ation Effects & Defects in Solids 165, 573-578 (<strong>2010</strong>)<br />
F. Neri, P. M. Ossi, S. Trusso Time evolution of a laser-generated silver plasma expan<strong>di</strong>ng in a<br />
background gas Ra<strong>di</strong>ation Effects & Defects in Solids 165, 559-565 (<strong>2010</strong>)<br />
S. Trusso, B. Fazio, E. Fazio, F. Neri, F. Barreca Influence of the plasma expansion dynamics on the<br />
structural properties of pulsed laser ablation deposited tin oxide thin films Thin Solid Films 518,<br />
5409–5415 (<strong>2010</strong>)<br />
P. Calandra, D. Lombardo, F. Neri, A. Ruggirello, S. Trusso, V. Turco Liveri Synthesis of Yb<br />
nanoparticles by laser ablation of ytterbium target in AOT reverse micellar solution Materials Letters<br />
64, 576-579 (<strong>2010</strong>)<br />
F. Neri, P. M. Ossi, S. Trusso Propagation of laser generated plasmas through inert gases Laser and<br />
Particle Beams 28, 53-59 (<strong>2010</strong>)<br />
D. Spadaro, E. Barletta, F. Barreca, G. Currò, F. Neri Synthesis of PMA stabilized silver nanoparticles<br />
by chemical reduction process under a two-step UV irra<strong>di</strong>ation Applied Surface Science 256, 3812-<br />
3816 (<strong>2010</strong>)<br />
S. Stelitano, A. Ridolfo, G. De Luca, S. Savasta, S. Patane' (<strong>2010</strong>). Strong coupled organic<br />
microcavities. JOURNAL OF PHYSICS. CONFERENCE SERIES.Vol. 210 012022 - 012026 ISSN: 1742-<br />
6588<br />
A. Testa, S. De Caro, S. Panarello, S. Patane', S. Russo, D. Patti, S. Poma, R. Letor (<strong>2010</strong>). Reliability<br />
of planar, Super-Junction and trench low voltage power MOSFETs. MICROELECTRONICS<br />
RELIABILITY.Vol. 50 1789 - 1795 ISSN: 0026-2714<br />
O. Di Stefano, N. Fina, S. Savasta, R. Girlanda, M. Pieruccini Calculation of the local optical density<br />
of states in absorbing and gain me<strong>di</strong>a . JOURNAL OF PHYSICS. CONDENSED MATTER.Vol. 22<br />
315302 -1 - 315302 -7 ISSN: 0953-8984 ID: 1903795 Articolo con referee <strong>di</strong> rilevanza<br />
internazionale<br />
DFMIE - Rapporto attività <strong>2010</strong><br />
62
O. Di Stefano, N. Fina, S. Savasta, R. Girlanda, M. Pieruccini Calculation of the local optical density<br />
of states in absorbing and gain me<strong>di</strong>a. JOURNAL OF PHYSICS. CONDENSED MATTER.315302-1 -<br />
315302-7 ISSN: 0953-8984 ID: 1908031 Articolo con referee <strong>di</strong> rilevanza internazionale<br />
A. Ridolfo, S. Stelitano, S. Patane’, S. Savasta, R. Girlanda Photoluminescence of photonic<br />
polaritons. PHYSICAL REVIEW. B, CONDENSED MATTER AND MATERIALS PHYSICS.Vol. 81<br />
075313-1 - 075313-5 ISSN: 1098-0121 ID: 1900388 Articolo con referee <strong>di</strong> rilevanza internazionale<br />
G. Crupi, D. M. Schreurs, A. Caddemi, A. Raffo, G. Vannini, “Investigation on the non-quasi-static<br />
effect implementation for millimeter-wave FET models,” International Journal of RF and<br />
Microwave Computer-Aided Engineering, Vol. 20, no 1, pp. 87-93, Jan. <strong>2010</strong>.<br />
G. Crupi, G. Avolio, D. M. Schreurs, G. Pailloncy, A. Caddemi, B. Nauwelaers, “Vector two-tone<br />
measurements for validation of nonlinear microwave FinFET model”, Microelectronic Engineering,<br />
Vol. 87, N.10, pp. 2008-2013, Oct. <strong>2010</strong>.<br />
A. Raffo, V. Vadalà, D. M. Schreurs, G. Crupi, G. Avolio, A. Caddemi, G. Vannini, “Nonlinear<br />
<strong>di</strong>spersive modeling of electron devices oriented to GaN power amplifier design,” IEEE Transactions<br />
on Microwave Theory and Techniques, Vol.58, N.4, pp. 710-718, Apr. <strong>2010</strong>.<br />
A. Caddemi, G. Crupi, “On the noise measurement and modelling for on wafer HEMTs up to 26.5<br />
GHz”, Microwave and Optical Technology Letters, Vol.52, N.8, pp. 1799-1803, Aug.<strong>2010</strong>.<br />
G. Crupi, D. M. Schreurs, A. Caddemi, “Theoretical and Experimental Determination of Onset and<br />
Scaling of Non-Quasi-Static Phenomena for Inter<strong>di</strong>gitated FinFETs”, IET Circuits, Devices & Systems,<br />
vol. 5, no 6, pp. 531-538, Nov. <strong>2010</strong>.<br />
G. Crupi, D. M. Schreurs, A. Caddemi, “Accurate Silicon Dummy Structure Model for Nonlinear<br />
Microwave FinFET Modeling”, Microelectronics Journal, vol. 41, no 9, pp. 574-578, Sept. <strong>2010</strong>.<br />
Z. Marinković, G. Crupi, A. Caddemi, V. Marković, “Comparison between analytical and neural<br />
approaches for multibias small signal modeling of microwave scaled FETs,” Microwave and Optical<br />
Technology Letters, vol. 52, no 10, pp. 2238-2244, Oct. <strong>2010</strong>.<br />
G. Finocchio, N. Maugeri, L. Torres, B. Azzerboni Domain wall motion driven by localized spinpolarized<br />
current IEEE Transactions on Magnetics, Vol. MAG-46, N. 6, June <strong>2010</strong><br />
G. Finocchio, A. Prattella, G. Consolo, L. Torres, E. Cardelli, A. Faba, B. Azzerboni Reducing the<br />
non-linearities of a spin-torque oscillator by varying the amplitude of the external field applied<br />
along the in-plane hard-axis IEEE Transactions on Magnetics, Vol. MAG-46, N. 6, June <strong>2010</strong><br />
G. Consolo, V. Puliafito, G. Finocchio, L. Lopez-Diaz, R. Zivieri, L. Giovannini, F. Nizzoli, G. Valenti,<br />
B. Azzerboni Combined frequency-amplitude nonlinear modulation: theory and applications IEEE<br />
Transactions on Magnetics, Vol. MAG-46, N. 9, September <strong>2010</strong><br />
G. Finocchio, V. S. Pribiag, L. Torres, R. A. Buhrman, B. Azzerboni Spin-torque driven magnetic<br />
vortex self-oscillations in perpen<strong>di</strong>cular magnetic fields Applied Physics Letters, Vol. 96, N. 10, <strong>2010</strong><br />
DFMIE - Rapporto attività <strong>2010</strong><br />
63
G. Finocchio, G. Siracusano, V. Tiberkevich, I. N. Krivorotov, L. Torres, B. Azzerboni Time-domain<br />
study of frequency-power correlation in spin-torque oscillators Physical Review B, Vol. 81, N. 18,<br />
<strong>2010</strong><br />
M. Carpentieri, G. Finocchio, B. Azzerboni, L. Torres Spin-transfer-torque resonant switching and<br />
injection locking in the presence of a weak external microwave field for spin valves with<br />
perpen<strong>di</strong>cular <strong>materia</strong>ls Physical Review B, Vol. 82, N. 09, <strong>2010</strong><br />
Y. Zhou, V. Tiberkevich, G. Consolo, E. Iacocca, B. Azzerboni, A. Slavin, J. Åkerman Oscillatory<br />
transient regime in the forced dynamics of nonlinear auto oscillator Physical Review B, Vol. 82, N.<br />
01, <strong>2010</strong><br />
G. Campobello, S. Serrano, A. Leonar<strong>di</strong>, S. Palazzo, “Trade-offs between Energy Saving and<br />
Reliability in Low Duty Cycle Wireless Sensor Networks using a Packet Splitting Forwar<strong>di</strong>ng<br />
Technique”, EURASIP Journal on Wireless Communications and Networking, 11 pages, July <strong>2010</strong><br />
A. Arena, N. Donato, G. Saitta, A. Bonavita, G. Rizzo, G. Neri (<strong>2010</strong>). Flexible ethanol sensors on<br />
glossy paper substrates operating at room temperature. SENSORS AND ACTUATORS. B,<br />
CHEMICAL, 488- 494, 145<br />
G. Rizzo, A. Arena, A. Bonavita, N. Donato, G. Neri, G. Saitta (<strong>2010</strong>). Gasochromic response of<br />
nanocrystalline vana<strong>di</strong>um pentoxide films deposited from ethanol <strong>di</strong>spersions. THIN SOLID FILMS,<br />
7124- 7127, 518;<br />
G. Rizzo, A. Arena, N. Donato, M. Latino, G. Saitta, A. Bonavita, G. Neri (<strong>2010</strong>). Flexible, allorganic<br />
ammonia sensor based on dodecylbenzene sulfonic acid-doped polyaniline films. THIN<br />
SOLID FILMS, 7133- 7137, 518;<br />
S. Santangelo, G. Messina, G. Faggio, A. Donato, L. De Luca, N. Donato, A. Bonavita, G. Neri<br />
(<strong>2010</strong>). Micro-Raman analysis of titanium oxide/carbon nanotubes-based nanocomposites for<br />
hydrogen sensing applications. JOURNAL OF SOLID STATE CHEMISTRY, 2451- 2455, 183;<br />
D. Sathya Raj, T. Krishnakumar, R. Jayaprakash, N. Donato, M. Latino, G. Neri (<strong>2010</strong>). Synthesis<br />
and Characterization of Cd(OH)2 Nanowires Obtained by a Microwave-Assisted Chemical Route.<br />
SCIENCE OF ADVANCED MATERIALS, 432- 437, vol. 2, n. 3;<br />
G. Neri, A. Bonavita, G. Micali, N. Donato (<strong>2010</strong>). Design and development of a breath acetone<br />
MOS sensor for ketogenic <strong>di</strong>ets control. IEEE SENSORS JOURNAL, 131- 136, 10;<br />
S. Santangelo, G. Messina, G. Faggio, M. G. Willinger, N. Pinna, A. Donato, A. Arena, N. Donato,<br />
G. Neri, Micro-Raman investigation of vana<strong>di</strong>um-oxide coated tubular carbon nanofibers for gassensing<br />
applications, DIAMOND AND RELATED MATERIALS Volume: 19 Issue: 5-6 Special<br />
Issue: Sp. Iss. SI Pages: 590-594 Published: MAY-JUN <strong>2010</strong>.<br />
A. A. R. Neves et al., Rotational dynamics of optically trapped nano fibers, Opt. Express 18,<br />
822(<strong>2010</strong>).<br />
S. Savasta et al., Nanopolaritons: Vacuum rabi splitting with a single quantum dot in the center of a<br />
<strong>di</strong>mer nano-antenna, ACS nano 4, 6369(<strong>2010</strong>).<br />
DFMIE - Rapporto attività <strong>2010</strong><br />
64
C. Cecchi-Pestellini et al., Stratified dust grains in the interstellar me<strong>di</strong>um - II. Time-dependent<br />
interstellar extinction, Mont. Not. R. Astr. Soc. 408, 535(<strong>2010</strong>).<br />
O. M. Maragò et al., Brownian motion of grapheme, ACS nano 12, 7515(<strong>2010</strong>)<br />
A. Ridolfo et al., Quantum Plasmonics with Quantum Dot-Metal Nanoparticle Molecules: Influence<br />
of the Fano: Effect on Photon Statistics, PRL 105, 263601 (<strong>2010</strong>)<br />
R. Merlino, G. Scandurra, C. Ciofi, “A very low offset preamplifier for voltage measurements in the<br />
μV range”, IEEE Transaction on Instrumentation and Measurements , Volume 59, Issue 1, January<br />
<strong>2010</strong>, Page(s):188 – 194.<br />
C. Ciofi, G. Scandurra, G. Cannatà, “A new circuit topology for the realization of very low noise,<br />
high stability voltage sources”, IEEE Transaction on Instrumentation and Measurements, Volume 59,<br />
Issue 10, October <strong>2010</strong>, Page(s): 2724 – 2731.<br />
PUBBLICAZIONI NON CENSITE ISI<br />
E. Cefalì, S. Patanè, M. Allegrini (<strong>2010</strong>). Near-Field Optical Litography. In Bhushan Barath. Scanning<br />
robe Microscopy in Nanoscience and Nanotechnology.757 - 788 Columbus Bhushan Barath ISBN:<br />
978-3-642-03534-0<br />
S. Panarello, S. Stelitano, S. Patane', S. Mangiapane (<strong>2010</strong>). Une interface multilingue pour l'é<strong>di</strong>tion<br />
électronique des dossiers de "Bouvard et Pécuchet". In AA.VV.. E<strong>di</strong>ter le chantier documentaire de<br />
"Bouvard et Pécuchet". Explorations critiques et premières réalisations numériques. 21 - 28 Messina<br />
Andrea Lippolis E<strong>di</strong>tore ISBN: 9788886897525<br />
Z. Marinkovic, G. Crupi, A. Caddemi, V. Markovic, "Two neural approaches for small-signal<br />
modelling of GaAs HEMTs”, Journal of Automatic Control, Vol.20, pp. 39-44, 2011. DOI:<br />
10.2298/JAC1001039M<br />
C. D’Andrea, F. Neri, P. M. Ossi, N. Santo, S. Trusso Synthesis by pulsed laser ablation in Ar and<br />
SERS activity of silver thin films with controlled nanostructure Fizika XVI-1, 51-54 (<strong>2010</strong>)<br />
A. Arena, N. Donato, G. Saitta, G. Rizzo, G. Neri (<strong>2010</strong>). AMMONIA SENSING PROPERTIES OF<br />
ORGANIC INKS DEPOSITED ON FLEXIBLE SUBSTRATES. In: Malcovati, P.; Baschirotto, A.;<br />
d'Amico, A.; Di Natale, C. (Eds.).. Sensors and Microsystems. SPRINGER, Dordrecht: 193- 196, 54,<br />
9789048136056<br />
G. Micali, A. Bonavita, G. Neri, G. Centi, S. Perathoner, R. Passalacqua, N. Donato (<strong>2010</strong>).<br />
Hydrogen sensing capabilities of nanostructured titania films. In: Malcovati, P.; Baschirotto, A.;<br />
d'Amico, A.; Di Natale, C. (Eds.). Sensors and Microsystems. SPRINGER, dordrecht: 165- 168, 54,<br />
9789048136056<br />
DFMIE - Rapporto attività <strong>2010</strong><br />
65
13. COMUNICAZIONI<br />
C O N G R E S S I N A Z I O N A L I<br />
G. Finocchio, A. Prattella, G. Consolo, B. Azzerboni Non linear oscillators based on spin-torque<br />
effects XV Conferenza Associazione Italiana Sensori e Microsistemi (AISEM<strong>2010</strong>), Messina <strong>2010</strong><br />
G. Conte, G. Finocchio, A. Faba, A. Prattella, B. Azzerboni, E. Cardelli Double negative<br />
meta<strong>materia</strong>ls based on ferromagnetic microwire: a numerical study 5th Italian Workshop on<br />
“Meta<strong>materia</strong>ls and Special Materials for Electromagnetic Applications and TLC”, Roma <strong>2010</strong><br />
A. Calisto, A. Bramanti, M. Galeano, S. Serrano, B. Azzerboni. Digital processing of intracranial<br />
pressure signal acquired by means of a strain gauge sensor. In XV Conferenza Nazionale<br />
Associazione Italiana Sensori e Microsistemi (AISEM-<strong>2010</strong>), Messina, February, 8-10 <strong>2010</strong>.<br />
A. Arena, N. Donato, G. Saitta, G. Rizzo, G. Neri (<strong>2010</strong>). AMMONIA SENSING PROPERTIES OF<br />
ORGANIC INKS DEPOSITED ON FLEXIBLE SUBSTRATES. In: Malcovati, P.; Baschirotto, A.;<br />
d'Amico, A.; Di Natale, C. (Eds.) Sensors and Microsystems. SPRINGER, Dordrecht: 193- 196, 54,<br />
9789048136056<br />
E. Fazio, F. Neri, S. Trusso Surface-enhanced Raman scattering (SERS) from SnO2 <strong>materia</strong>l<br />
EUCMOS <strong>2010</strong> 30th European Congress on Molecular Spectroscopy (GNSR) Florence , 29 Aug- 3<br />
Sept <strong>2010</strong><br />
L.Silipigni, , L. Schirò, V.Grasso, L.Monsù Scolaro, G.De Luca, G.Salvato Effetti del tasso <strong>di</strong><br />
intercalazione sulle proprietà elettroniche <strong>di</strong> Na2xMn1-xPS3 XCVI Congresso SIF Bologna, 51<br />
(<strong>2010</strong>)<br />
M. Latino, S. Lo Schiavo, P. Car<strong>di</strong>ano, N. Donato, G. Neri (<strong>2010</strong>). COMPLESSI DI DIRODIO(II,II):<br />
MATERIALI INNOVATIVI PER SENSORI CHIMICI PER GAS. p. 26- 26, In: Convegno SCI Congiunto<br />
delle Sezioni Calabria e Sicilia <strong>2010</strong>. 2-3 Dicembre <strong>2010</strong>, Palermo,<br />
D. Alfieri, L. De Luca, A. Donato, N. Donato, G. Faggio, G. Messina, G. Neri, N. Pinna, S.<br />
Santangelo, P. Tripo<strong>di</strong>. (<strong>2010</strong>). Microraman study of transition metal oxide/carbon-nanotubes<br />
hybrid nanostructures for gas sensing applications. p. 40- 40, In: CARBOMAT <strong>2010</strong>. 6-8 Ottobre<br />
<strong>2010</strong>, Catania,<br />
M. Penza, R. Rossi, M. Alvisi, N. Donato, M. Latino, Neri G. (<strong>2010</strong>). Selective growth of forest-like<br />
carbon nanotube layers for gas sensors applications. p. 48- 48, In: CARBOMAT <strong>2010</strong>. 6-8 Ottobre<br />
<strong>2010</strong>, Catania,<br />
N. Donato, M. Latino, N. Pinna, C. Marichy, G. Neri (<strong>2010</strong>). Oxygen sensing properties of<br />
SnO2/CNTs heterostructures. p. 47- 47, In: CARBOMAT <strong>2010</strong>. 6-8 Ottobre <strong>2010</strong>, Catania,<br />
F. Barreca, S. Spadaro, G. Currò, N. Acacia, F. Neri, N. Donato, M. Latino, G. Neri (<strong>2010</strong>). GAS<br />
SENSING PROPERTIES OF INDIUM OXIDE NANOPARTICLES PREPARED BY LASER ABLATION IN<br />
DFMIE - Rapporto attività <strong>2010</strong><br />
66
WATER. p. 210- 211, In: XV Conferenza Nazionale Associazione Italiana Sensori e Microsistemi,<br />
AISEM <strong>2010</strong>. 8-10 Febbraio <strong>2010</strong>, Messina,<br />
I. Arrigo, M. Caprì, F. Corigliano, A. Bonavita, G. Rizzo, G. Neri, N. Donato (<strong>2010</strong>). AN<br />
EXPLORATORY STUDY ON THE POTENTIAL OF ZEOLITE P-BASED MATERIALS FOR SENSING<br />
APPLICATIONS. p. 133- 134, In: XV Conferenza Nazionale Associazione Italiana Sensori e<br />
Microsistemi, AISEM <strong>2010</strong>. 8-10 Febbraio <strong>2010</strong>, Messina<br />
A. Bonavita, G. Micali, G. Neri, N. Donato, M. Latino, S. Licoccia (<strong>2010</strong>). A RESEARCH STUDY<br />
AND DEVELOPMENT OF A HYDROGEN SENSOR FOR FUEL CELLS. p. 175- 176, In: XV<br />
Conferenza Nazionale Associazione Italiana Sensori e Microsistemi, AISEM <strong>2010</strong>. 8-10 Febbraio<br />
<strong>2010</strong>, Messina,<br />
L. De Luca, A. Donato, G. Apa, S. Santangelo, G. Faggio, G. Messina, N. Donato, A. Bonavita, G.<br />
Neri (<strong>2010</strong>). ROOM TEMPERATURE HYDROGEN SENSOR BASED ON Pt/TiO2/MWCNTs<br />
COMPOSITES. p. 145- 146, In: XV Conferenza Nazionale Associazione Italiana Sensori e<br />
Microsistemi, AISEM <strong>2010</strong>. 8-10 Febbraio <strong>2010</strong>, Messina,<br />
F. Fontana, T. Caronna, N. Donato, M. Latino, A. Bonavita, G. Rizzo, G. Neri (<strong>2010</strong>). A NOVEL<br />
ORGANIC/MWCNTs SEMICONDUCTOR COMPOSITE FOR RESISTIVE GAS SENSORS. p. 154- 155,<br />
In: XV Conferenza Nazionale Associazione Italiana Sensori e Microsistemi, AISEM <strong>2010</strong>. 8-10<br />
Febbraio <strong>2010</strong>, Messina,<br />
S. Lo Schiavo, P. Car<strong>di</strong>ano, M. Latino, N. Donato, G. Neri (<strong>2010</strong>). TRANSITION METAL<br />
COMPLEXES (TMCS) AS AMMONIA RESPONSIVE MATERIALS FOR SAW CHEMICAL SENSORS.<br />
Messina: p. 179- 180, In: XV Conferenza Nazionale Associazione Italiana Sensori e Microsistemi. 8-10<br />
febbraio <strong>2010</strong>, Messina,<br />
DFMIE - Rapporto attività <strong>2010</strong><br />
67
C O N G R E S S I I N T E R N A Z I O N A L I<br />
A. Testa, S.De Caro, S. Panarello, S. Patanè, R. Letor, S. Russo, S. Poma, D. Patti, (<strong>2010</strong>).<br />
Comparative reliability assessment of Planar and Trench Gate Power MOSFETs for Automotive<br />
Applications. POWER ELECTRONICS INTELLIGENT MOTION POWER QUALITY (PCIM China<br />
<strong>2010</strong>) Shanghai, China 1 – 3 June <strong>2010</strong><br />
A. Testa, S. De Caro, S. Panarello, S. Patane’, R. Letor, S. Russo, D. Patti (<strong>2010</strong>). Lifetime estimation<br />
of Super-junction Power MOSFETs under short circuit and repeated avalanche operations . POWER<br />
ELECTRONICS INTELLIGENT MOTION POWER QUALITY (PCIM China <strong>2010</strong>) Shanghai, China 1<br />
– 3 June <strong>2010</strong><br />
S. Stelitano, S. Savasta, S. Patane’, G. De Luca, L. Monsu' Scolaro (<strong>2010</strong>). Optical Properties of<br />
Tetra(4-methoxyphenyl)porphyrin Thin Films and Their Applications. International conference on<br />
Porphyrins and Phthalocyanines (ICPP-6) Santa Ana Pueblo, New Mexico (USA) 04-09 Luglio <strong>2010</strong><br />
A. Testa, S. De Caro, S. Patane’, S. Panarello, S. Russo, D. Patti, S. Poma, (<strong>2010</strong>). Reliability<br />
Assessment on Power MOSFETs Working in Energy Absorption Mode. ECCE <strong>2010</strong>, Energy<br />
Conversion congress & EXPO Atlanta, GeorgiaUSA September 12-16, <strong>2010</strong><br />
A. Testa, S. De Caro, S. Panarello , S. Patane’, R. Letor, S. Russo, S. Poma, D. Patti (<strong>2010</strong>). Reliability<br />
assessment of Low-Voltage MOSFETs driving inductive loads. ISIE <strong>2010</strong>, International Symposium on<br />
Industrial Electronics Bari, Italy July 4-7, <strong>2010</strong><br />
Z. Marinkovic, G. Crupi, A. Caddemi, V. Markovic, “Development of a Neural Approach for Bias-<br />
Dependent Scalable Small-Signal Equivalent Circuit Modeling of GaAs HEMTs”, Procee<strong>di</strong>ngs of<br />
European Microwave Integrated Circuit Conference EUMIC <strong>2010</strong>, Paris, Sept. <strong>2010</strong>, pp.182-185.<br />
G. Crupi, A. Caddemi, D. M. Schreurs, A. Raffo, G. Avolio, S.M. Homayouni, G. Vannini, “Non-<br />
Quasi-Static Modeling of the Intrinsic Y22 for GaN, Si, and GaAs mm-Wave FET Technologies”,<br />
Procee<strong>di</strong>ngs of European Radar Conference EuRAD <strong>2010</strong>, Paris, Sept. <strong>2010</strong>, pp.316-319.<br />
D. M. Schreurs, M. Homayouni, G. Avolio, G. Crupi, A. Caddemi, “Capabilities and Limitations of<br />
Equivalent Circuit Models for Modeling Advanced Si FET Devices” (invited), Procee<strong>di</strong>ngs of the 17th<br />
International Conference on Mixed Design of Integrated Circuits and Systems - MIXDES <strong>2010</strong>,<br />
Wroclaw, Poland, June <strong>2010</strong>, pp.70-74.<br />
W. Wiatr, A. Caddemi, G. Crupi, D. M. Schreurs, A. Mercha, "Source-Pull Characterization of<br />
FinFET Noise", Procee<strong>di</strong>ngs of the 17th International Conference on Mixed Design of Integrated<br />
Circuits and Systems - MIXDES <strong>2010</strong>, Wroclaw, Poland, June <strong>2010</strong>, pp.425-430.<br />
Z. Marinkovic, G. Crupi, A. Caddemi, V. Markovic, "On the neural approach for FET small-signal<br />
modelling up to 50 GHz", Procee<strong>di</strong>ngs of the 10th Symposium on Neural Network Applications in<br />
Electrical Engineering - NEUREL <strong>2010</strong>, Belgrade, Serbia, Sept. <strong>2010</strong>, pp.89-92.<br />
M. Homayouni, D. M. M.-P. Schreurs, G. Crupi, G. Avolio, and B. Nauwelaers, “Evaluation of<br />
lookup table non-quasi-static nonlinear models at microwave and mm-wave frequencies,” IEEE<br />
DFMIE - Rapporto attività <strong>2010</strong><br />
68
International Workshop on Integrated Nonlinear Microwave and Millimetre-wave Circuits<br />
(INMMiC), Goteborg, Sweden, 26-27 April <strong>2010</strong>, pp. 172-175.<br />
G. Avolio, D. M. M.-P. Schreurs, A. Raffo, G. Crupi, G. Vannini, and B. Nauwelaers, “A deembed<strong>di</strong>ng<br />
procedure oriented to the determination of FET intrinsic I-V characteristics from highfrequency<br />
large-signal measurements,” accepted for publication in Automatic RF Techniques Group<br />
Conference (ARFTG), Nov/Dec. <strong>2010</strong>.<br />
G. Avolio, D. M. M.-P. Schreurs, A. Raffo, G. Crupi, G. Vannini, and B. Nauwelaers, “Non-linear<br />
measurement techniques for the low- and high-frequency characterization of microwave active<br />
devices,” accepted for publication in Automatic RF Techniques Group Conference (ARFTG)<br />
Workshop on “Nonlinear measurements to investigate memory effects of RF transistors and active<br />
devices”, Nov/Dec. <strong>2010</strong>.<br />
G. Finocchio, A. Prattella, G. Consolo, L. Torres, E. Cardelli, A. Faba, B. Azzerboni Hysteresis driven<br />
by spin polarized current as function of the field angle 11th Joint MMM-Intermag Conference,<br />
Washington, DC, U.S.A., Gennaio <strong>2010</strong>.<br />
G. Finocchio, V. S. Pribiag, L. Torres, R. A. Buhrman, B. Azzerboni Spin-torque driven magnetic<br />
vortex sel-oscillations in perpen<strong>di</strong>cular magnetic fields 11th Joint MMM-Intermag Conference,<br />
Washington, DC, U.S.A., Gennaio <strong>2010</strong>.<br />
V. Puliafito, G. Consolo, B. Azzerboni Analytical and micromagnetic characterization of nonlinear<br />
amplitude spintronic modulators 11th Joint MMM-Intermag Conference, Washington, DC, U.S.A.,<br />
Gennaio <strong>2010</strong>.<br />
G. Finocchio, G. Siracusano, V. Tiberkevich, I. Krivorotov, L. Torres, B. Azzerboni Time domain<br />
study of frequency-power correlation in spin-torque oscillator 11th Joint MMM-Intermag<br />
Conference, Washington, DC, U.S.A., Gennaio <strong>2010</strong>.<br />
G. Finocchio, N. Maugeri, L. Torres, B. Azzerboni Domain wall motion driven by localized spinpolarized<br />
current 11th Joint MMM-Intermag Conference, Washington, DC, U.S.A., Gennaio <strong>2010</strong>.<br />
M. Carpentieri, G. Finocchio, L. Torres, B. Azzerboni A strategy to reduce magnetization reversal<br />
time in nanopillars with perpen<strong>di</strong>cular anisotropy Domain wall motion driven by localized spinpolarized<br />
current 11th Joint MMM-Intermag Conference, Washington, DC, U.S.A., Gennaio <strong>2010</strong>.<br />
M. Carpentieri, G. Finocchio, B. Azzerboni, E. Cardelli, A. Faba, L. Torres Magnetic vortex chirality<br />
switching driven by a spin-polarized current 14th Biennial IEEE Conference on Electromagnetic Field<br />
Computation (CEFC <strong>2010</strong>), Chigaco, Illinois, U.S.A., Maggio <strong>2010</strong>.<br />
A. Calisto, M. Galeano, A. Bramanti, F. Angileri, G. Campobello, S. Serrano, B. Azzerboni Analysis<br />
of Intracranial Pressure Recor<strong>di</strong>ngs: Comparison of PCA and Signal Averaging Based Filtering<br />
Methods and Signal Period Estimation 32nd Annual International IEEE EMBS, Conference of the<br />
IEEE Engineering in Me<strong>di</strong>cine and Biology Society (EMBC <strong>2010</strong>), Buenos Aires, Argentina, Agosto -<br />
Settembre <strong>2010</strong><br />
M. Galeano, A. Calisto, A. Bramanti, S. Serrano, G. Campobello, B. Azzerboni R-point Detection for<br />
Noise Affected ECG Recor<strong>di</strong>ng through Signal Segmentation 32nd Annual International IEEE EMBS,<br />
Conference of the IEEE Engineering in Me<strong>di</strong>cine and Biology Society (EMBC <strong>2010</strong>), Buenos Aires,<br />
Argentina, Agosto - Settembre <strong>2010</strong><br />
DFMIE - Rapporto attività <strong>2010</strong><br />
69
G. Finocchio, I. Krivorotov, X. Cheng, L. Torres, B. Azzerboni Interwell vs intrawell stochastic<br />
resonance driven by spin-transfer torque in nanomagnet 55th Annual Conference on Magnetism &<br />
Magnetic Materials (MMM), Atlanta, Georgia, U.S.A., Novembre <strong>2010</strong>.<br />
G. Finocchio, N. Donato, L. Torres, M. Latino, B. Azzerboni Magnetoresistance biosensor based on<br />
vortex 55th Annual Conference on Magnetism & Magnetic Materials (MMM), Atlanta, Georgia,<br />
U.S.A., Novembre <strong>2010</strong>.<br />
P. Muduli, V. Puliafito, G. Finocchio, G. Consolo, S. Bonetti, Ye Pogoryelov, B. Azzerboni, J.<br />
Åkerman, O.Heinonen Non-stationary magnetization oscillations excited in a magnetic tunnel<br />
junction 55th Annual Conference on Magnetism & Magnetic Materials (MMM), Atlanta, Georgia,<br />
U.S.A., Novembre <strong>2010</strong>.<br />
M. Carpentieri, G. Finocchio, L. Torres, B. Azzerboni Spin-transfer-torque resonant switching and<br />
injection locking in presence of a weak external AC field for spin valves with perpen<strong>di</strong>cular <strong>materia</strong>ls<br />
55th Annual Conference on Magnetism & Magnetic Materials (MMM), Atlanta, Georgia, U.S.A.,<br />
Novembre <strong>2010</strong>.<br />
G. Campobello, G. Cannatà, N. Donato, A. Famulari, S. Serrano, “A novel low-complex and lowmemory<br />
method for accurate single-tone frequency estimation”, 4th IEEE Int. Symp. on<br />
Communications, Control and Signal Processing (ISCCSP <strong>2010</strong>) Cypro, March, 3-5 <strong>2010</strong>.<br />
A. Calisto, M. Galeano, A. Bramanti, F. Angileri, G. Campobello, S. Serrano, B. Azzerboni. Analysis<br />
of intracranial pressure recor<strong>di</strong>ngs: Comparison of pca and signal averaging based filtering methods<br />
and signal period estimation. In 32st Annual International Conference of the IEEE Engineering in<br />
Me<strong>di</strong>cine and Biology Society (EMBC-<strong>2010</strong>), pages 3638-3641, Buenos Aires, Argentina, August, 31 -<br />
Semptember, 4 <strong>2010</strong>.<br />
S. Casale, A. Russo, S. Serrano Analysis of robustness of attributes selection applied to speech<br />
emotion recognition. In 18th European Signal Processing Conference (EUSIPCO-<strong>2010</strong>) pages 1174-<br />
1178, Aalborg, Denmark, August, 23-27 <strong>2010</strong>.<br />
M. Galeano, A. Calisto, A. Bramanti, S. Serrano, G. Campobello, B. Azzerboni. R-point detection for<br />
noise affected ecg recor<strong>di</strong>ng through signal segmentation. In 32st Annual International Conference<br />
of the IEEE Engineering in Me<strong>di</strong>cine and Biology Society (EMBC-<strong>2010</strong>), pages 638-641, Buenos Aires,<br />
Argentina, August, 31-Semptember, 4 <strong>2010</strong>.<br />
E. Fazio, S. Patanè, F. Neri, L. D‘Urso, G. Compagnini Structural and optical limiting properties of<br />
polyynes prepared by pulsed laser ablation of graphite in liquids EOS Conference ANGEL <strong>2010</strong>,<br />
Engelberg (Svizzera) 26 Giugno-1 Luglio (<strong>2010</strong>), p. 12<br />
E. Fazio, F. Barreca, S. Spadaro, G. Currò, F. Neri Preparation of luminescent and optical limiting<br />
silicon nanostructures by nanosecond-pulsed laser ablation in liquids EOS Conference ANGEL <strong>2010</strong>,<br />
Engelberg (Svizzera) 26 Giugno-1 Luglio (<strong>2010</strong>), p. 14<br />
L. Grasso, S. Carnazza, I. Pisagatti, S. Spadaro, F. Barreca, A. Cascio, G. Currò, F. Neri, S.<br />
Guglielmino Polyelectrolyte Multilayer Films containing Silver Nanoparticles as antibacterial and<br />
antiadhesive coatings 8th CSGI, Chianciano Terme 29-30 Giugno <strong>2010</strong>, PT/59<br />
DFMIE - Rapporto attività <strong>2010</strong><br />
70
F. Barreca, S. Spadaro, G. Currò, N. Acacia, F. Neri, N. Donato, M. Latino, G. Neri Gas sensing<br />
properties of in<strong>di</strong>um oxide nanoparticles prepared by laser ablation in water XV Conferenza<br />
Nazionale Associazione Italiana Sensori e Microsistemi (AISEM), Messina 8-10 Febbraio <strong>2010</strong>, p. 210<br />
C. D’Andrea, F. Neri, P. M. Ossi, N. Santo, S. Trusso Synthesis of silver nanoparticle arrays for SERS<br />
based sensors XV Conferenza Nazionale Associazione Italiana Sensori e Microsistemi (AISEM),<br />
Messina 8-10 Febbraio <strong>2010</strong>, p. 206<br />
G. Mon<strong>di</strong>o TIME-OF-FLIGHT CHARACTERIZATION OF ZnO LASER-GENERATED PLASMA San<br />
Pietroburgo – 4-10 Luglio <strong>2010</strong><br />
M. Latino, S. Licoccia, T. Krishnakumar, A. S. Aricò, N. Donato, G. Neri (<strong>2010</strong>). Gas sensing<br />
properties of CdO nanostructures. p. 74- 74, In: X International Conference on Nanostructured<br />
Materials, NANO <strong>2010</strong>. 13-17 settembre <strong>2010</strong>, Roma<br />
V. Modafferi, G. Panzera, C. Cannilla, A. Donato, P.L.Antonucci, N. Donato, G.Neri (<strong>2010</strong>).<br />
AMMONIA SENSING PROPERTIES OF V2O5/PVAC COMPOSITE NANOFIBERS SYNTHESIZED BY<br />
ELECTROSPINNING. p. 60- 60, In: VII International Workshop on Semiconductor Gas Sensors. 12-<br />
16 Settembre, Cracovia<br />
N. Donato, F. Neri, G. Neri, M. Latino, F. Barreca, S. Spadaro, I. Pisagatti, G. Currò (<strong>2010</strong>). CO<br />
SENSING DEVICES BASED ON INDIUM OXIDE NANOPARTICLES PREPARED BY LASER ABLATION<br />
IN WATER. p. 46- 46, In: VII International Workshop on Semiconductor Gas Sensors. 12-16<br />
Settembre, Cracovia<br />
N. Donato (<strong>2010</strong>). DEVELOPMENT AND CHARACTERIZATION OF HUMIDITY CAPACITIVE<br />
SENSORS BASED ON POLYMER/METAL OXIDES COMPOSITES. p. 47- 47, In: VII International<br />
Workshop on Semiconductor Gas Sensors. 12-16 Settembre, Cracovia<br />
S. Lo Schiavo, L. Livoti, A. Calisto, A. Bramanti, N. Donato, M. Latino, G. Neri (<strong>2010</strong>). Novel<br />
sensing <strong>materia</strong>ls for breath analysis devices. IEEE, p. 670- 673, 9781424441242 : In: 32nd Annual<br />
International Conference of the IEEE EMBS. August 31 - September 4, <strong>2010</strong>, Buenos Aires, Argentina<br />
G. Campobello, G. Cannatà, N. Donato, A. Famulari, S. Serrano (<strong>2010</strong>). A novel low-complex and<br />
low-memory method for accurate single-tone frequency estimation. IEEE, p. n.d.- n.d.,<br />
9781424462872 : In: 4th International Symposium on Communications, Control & Signal<br />
Processing. March 3-5, <strong>2010</strong>, Limassol, Cyprus<br />
O. Maragò et al, Plasmon-enhanced optical trapping of metal nanoparticles: force calculations and<br />
light-driven rotations of nanoaggregates," in Optical trapping and optical manipulation VII , vol.<br />
7262, K. Dholakia and G. Spal<strong>di</strong>ng, eds. (SPIE,<strong>2010</strong>), vol. 7262, pp. 77622Z1<br />
M. Iatì et al., Extinction by stratified interstellar dust grains," conference on Electromagnetic and<br />
light scattering XII," , K. Muinonen, A. Pentila, A. Lindqvist, T. Nousiainen, and G. Videen, eds.,<br />
University of Helsinki (Helsinki University Print, Helsinki,<strong>2010</strong>), pp. 82-85.<br />
A. Neves et al., Rotation of single polymeric nanofibers in Optical Tweezers, Conference on Trends<br />
in Optical Micromanipulation II, Obergurgl (Austria) 11-16 April <strong>2010</strong><br />
DFMIE - Rapporto attività <strong>2010</strong><br />
71
R. Saija et al., Plasmon enhanced optical trapping in the T-matrix formalism, International<br />
Conference on Meta<strong>materia</strong>ls, Photonic crystals and Plasmonics (META10), Cairo 22-25 February<br />
<strong>2010</strong><br />
O.M. Maragò et al., Plasmon enhanced optical trapping of metal nanoparticles: scaling laws and<br />
light-driven rotations, International Conference on Meta<strong>materia</strong>ls, Photonic crystals and Plasmonics<br />
(META10), Cairo 22-25 February <strong>2010</strong><br />
E. Messina et al., Plasmon-enhanced optical trapping of gold nano-aggregates prepared by laser<br />
ablation in liquid environments in EOS conference on Laser ablation and Nanoparticle generation<br />
in liquids (ANGEL 10), Engelberg (CH) 29 June-1 July <strong>2010</strong><br />
DFMIE - Rapporto attività <strong>2010</strong><br />
72
14. SEMINARI<br />
Nell’anno <strong>2010</strong> è stata realizzata, presso il Dipartimento, la seguente attività seminariale:<br />
PROF. DOMINIQUE SCHREURS – KATHOLIEKE UNIVERSITEIT LEUVEN<br />
“Measurements for Modeling”<br />
Messina 8 e 9 Luglio <strong>2010</strong><br />
DR. ZLATICA MARINCOVIC – FACULTY OF ENGINEERING – UNIVERSITY OF NIS - SERBIA<br />
“Neural Networks as a tool in microwave circuit simulation”<br />
Messina 8 e 9 Luglio <strong>2010</strong><br />
DR. FRANCESCA LONGO – DIPARTIMENTO DI FISICA UNIVERSITÀ DI MESSINA<br />
“Caratterizzazione <strong>di</strong> pigmenti me<strong>di</strong>ante tecniche spettroscopiche”<br />
Messina 8 Luglio <strong>2010</strong><br />
DR. LILLA SCHIRO’ – DIPARTIMENTO DI FISICA DELLA MATERIA E INGEGNERIA<br />
ELETTRONICA, UNIVERSITÀ DI MESSINA<br />
“Effetti dell’intercalazione <strong>di</strong> metalli alcalini sulle proprietà <strong>di</strong>elettriche del tiofosfato <strong>di</strong> manganese”<br />
Messina 8 Aprile <strong>2010</strong><br />
DR. ALESSANDRO SINOPOLI – Studente del CdL Magistrale in Chimica UNIVERSITA’ DEGLI STUDI<br />
DI MESSINA<br />
“DFT characterization of molecular properties of pigments relevant to dye-sensitized solar cells”<br />
Messina 18 Marzo <strong>2010</strong><br />
DR. BRUNO BELLOMO – DIP. DI SCIENZE FISICHE ED ASTRONOMICHE DELL'UNIVERSITA' DI<br />
PALERMO<br />
“Misure ripetute in meccanica quantistica: dall'effetto Zenone ai processi <strong>di</strong> purificazione”<br />
Messina 4 Febbraio <strong>2010</strong><br />
DR. MARCO PIERUCCINI – CNR IPCF Messina<br />
“Stabilità termo<strong>di</strong>namica <strong>di</strong> strutture semicristalline in polimeri”<br />
Messina 28 Gennaio <strong>2010</strong><br />
DFMIE - Rapporto attività <strong>2010</strong><br />
73
15. CONVEGNI E CONFERENZE<br />
XV Conferenza Annuale AISEM (Associazione Italiana Sensori e Microsistemi)<br />
Facoltà <strong>di</strong> Ingegneria Messina 8 -10 Febbraio<br />
Conference Chairman<br />
• Prof. Signorino Galvagno - Università degli Stu<strong>di</strong> <strong>di</strong> Messina<br />
• Prof. Giovanni Neri - Università degli Stu<strong>di</strong> <strong>di</strong> Messina<br />
• Dott. Nicola Donato – DFMIE Università degli Stu<strong>di</strong> <strong>di</strong> Messina<br />
Come nelle passate e<strong>di</strong>zioni, la XV Conferenza Annuale AISEM ha rinnovato l'opportunità <strong>di</strong><br />
presentare i risultati teorici e sperimentali più significativi nel campo <strong>della</strong> sensoristica. In particolare,<br />
scopo delle Conferenze AISEM è stato quello <strong>di</strong> riunire ricercatori che, in ambito accademico e<br />
industriale, si occupano <strong>di</strong>:<br />
• sensori e attuatori;<br />
• <strong>materia</strong>li e tecnologie <strong>di</strong> processo;<br />
• controllo, acquisizione e con<strong>di</strong>zionamento del segnale;<br />
• tecniche <strong>di</strong> elaborazione dei dati e <strong>di</strong> pattern recognition;<br />
• microsistemi, micromacchine e applicazioni innovative.<br />
La Conferenza AISEM ha fornito un quadro esaustivo delle competenze <strong>di</strong>sponibili in Italia con<br />
particolare riferimento alle seguenti aree:<br />
Materiali, processi e meccanismi <strong>di</strong> trasduzione<br />
• <strong>materia</strong>li micro e nano strutturati e loro proprietà: sintesi e caratterizzazione<br />
• tecnologie <strong>di</strong> fabbricazione e meto<strong>di</strong> <strong>di</strong> processo innovativi<br />
• meccanismi <strong>di</strong> interazione e <strong>di</strong> trasduzione del segnale<br />
• polimeri e <strong>materia</strong>li a base polimerica<br />
• bio<strong>materia</strong>li<br />
Dispositivi<br />
• sensori chimici<br />
• sensori fisici<br />
• sensori biologici<br />
• attuatori<br />
• modeling e caratterizzazione funzionale<br />
Sistemi / Microsistemi<br />
• metodologie <strong>di</strong> progettazione<br />
• sistemi avanzati <strong>di</strong> interconnessione e <strong>di</strong> packaging<br />
• microsistemi analitici<br />
• sistemi multisensoriali<br />
• sistemi <strong>di</strong> riconoscimento e <strong>di</strong> analisi del segnale<br />
• micromacchine<br />
Applicazioni<br />
• standards<br />
• monitoraggio ambientale<br />
• applicazioni biome<strong>di</strong>cali<br />
• monitoraggio <strong>di</strong> specie biologiche<br />
• automotive<br />
• controllo <strong>di</strong> qualità<br />
• tecnologie dell’informazione (sistemi <strong>di</strong> lettura/scrittura, sistemi <strong>di</strong> stampa, etc.)<br />
DFMIE - Rapporto attività <strong>2010</strong><br />
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Workshop internazionale “Frontiers in Magnetism - DFMIE Facoltà <strong>di</strong> Ingegneria<br />
Messina 17 - 18 Giugno<br />
Comitato e programma scientifico<br />
• Prof. Bruno Azzerboni DFMIE Università degli Stu<strong>di</strong> <strong>di</strong> Messina<br />
• Dott. Mario Carpentieri Università degli Stu<strong>di</strong> <strong>della</strong> Calabria<br />
• Prof. Luis Torres Università Salamanca Spagna<br />
• Prof. Antonio Faba Università degli Stu<strong>di</strong> <strong>di</strong> Perugia<br />
Session I: General overview of ferromagnetic modeling<br />
Prof. Edward Della Torre, George Washington University, DC, Usa<br />
“General overview on the modeling of magnetic <strong>materia</strong>ls”<br />
Prof. Ermanno Cardelli, Università degli Stu<strong>di</strong> <strong>di</strong> Perugia<br />
“Macromagnetic modeling of ferromagnetic <strong>materia</strong>ls”<br />
Prof. Giuseppe Bruno, Università degli Stu<strong>di</strong> <strong>di</strong> Messina<br />
“Introduction to molecular magnetism”<br />
Dr. Roberto Zivieri, Università degli Stu<strong>di</strong> <strong>di</strong> Ferrara<br />
“Topological properties of magnetic vortex”<br />
Session II: Micromagnetism and Spintronics<br />
Dr. Giancarlo Consolo, Università degli Stu<strong>di</strong> <strong>di</strong> Ferrara<br />
“Spin-wave dynamics excited by spin-polarized currents in magnetic nanostructures”<br />
Prof. Eduardo Martinez, University of Salamanca, Spain<br />
“Domain walls along thin ferromagnetic stripes”<br />
Session III: Applications<br />
Dr. Vito Puliafito, Università degli Stu<strong>di</strong> <strong>di</strong> Messina<br />
“Universal theory of combined nonlinear analog modulation. Application to spin-transfertorque<br />
oscillators.”<br />
Dr. Salvatore Serrano, Università degli Stu<strong>di</strong> <strong>di</strong> Messina<br />
“Overview on VoIP systems and AsteriskTM based PBX”<br />
Round table<br />
Moderators: E. Della Torre, E. Cardelli, E. Martinez<br />
“Perspectives on the applications of magnetic systems”<br />
DFMIE - Rapporto attività <strong>2010</strong><br />
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Dipartimento <strong>di</strong> Fisica <strong>della</strong> Materia e Ingegneria Elettronica<br />
Facoltà <strong>di</strong> Scienze MM.FF.NN. Salita Sperone n. 31, - 98166 Messina, Italy<br />
Facoltà <strong>di</strong> Ingegneria c/da Di Dio - 98166 Messina, Italy<br />
Direzione 090 676 5007 Amministrazione 090 676 5299 / 5004 Segreteria 090 676 5006 Fax 090 391382<br />
fmie@unime.it segfmie@unime.it http://dfmtfa.unime.it<br />
DFMIE - Rapporto attività <strong>2010</strong><br />
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