Rel Cons 09_finale - INRiM

Ricerca e sviluppoPrincipali risultati della ricercaNell’ambito dello sviluppo di dispositivi quantistici (E1) è stato realizzato e provato un prototipo di1600 giunzioni Josephson con tecnologia SNIS (superconduttore – normale – isolante –superconduttore) con dispersione delle correnti critiche di giunzione limitata al 5%. Inoltre lastessa tecnologia è stata utilizzata nella realizzazione, in parte condotta utilizzando le attrezzaturepresenti presso il PTB, di una schiera binaria di 8192 giunzioni Josephson con area di 60 µm 2 , cheha prodotto tensioni fino a 3,6 V, da utilizzare come campione programmabile di tensione fino a 1kHz, Sono stati anche realizzati rivelatori a transizione di fase di Ti/Au operanti a 130 mK conrisoluzione energetica di 0.44 eV nel conteggio di singolo fotone a 1.8 eV.Sul tema della valutazione dei risultati dei confronti di misura, è stata studiata (collaborazione E2,M1) l’applicazione della Least Power Norm (Lp) di funzioni Lp integrabili al confronto di curve ditaratura ottenute, da laboratori diversi. Per la misura della conducibilità elettrolitica (E2) è stataprogettata e realizzata una cella primaria in flusso per bassi valori di conducibilità e l’associatosistema di misura.In relazione alla misura della potenza elettrica (E3) è stato costruito un comparatore di faseinnovativo, con il quale sono stati confrontati vari tipi di derivatori per correnti oltre 10 A,provenienti da laboratori metrologici europei; è stato anche sviluppato un algoritmo basato sullavariazione di fase rispetto ad un riferimento interno, per la determinazione delle armoniche in unsegnale campionato. In relazione alla misura in situ della qualità dell’energia distribuita dalla rete, èstato costruito (E5) un partitore di tensione resistivo-capacitivo per misure sino a 36 kV. Risultatodi un lavoro pluriennale in questo stesso ambito (E4, E5) è stata la pubblicazione della “Technicalguide for the measurement of low-frequency electric and magnetic fields near overhead lines” delCIGRE’ (International Council on Large Electric Systems). Per quanto riguarda la misura di campielettromagnetici con particolare riferimento all’esposizione umana, è stato definito e sperimentatoun metodo (E5) per caratterizzare la risposta di misuratori di campo in presenza di segnali aradiofrequenza con modulazione numerica, in camera anecoica e per frequenze comprese tra 1 e4 GHz. Ancora in riferimento all’esposizione umana, nell’ambito dell’attività di modellizzazioneelettromagnetica (E4) sono stati sviluppati algoritmi Boundary Elements per la determinazione delSAR (Specific Adsorption Rate) in modelli fisici del corpo umano (phantom) partendo da misurenon-invasive del campo elettromagnetico. Ancora nell’ambito dell’attività di modellizzazione sonostati sviluppati codici di calcolo micromagnetici multiscala per la previsione dei cicli di isteresi staticidi array di dot magnetici, al fine di un confronto successivo con misure sperimentali.Nell’ambito dell’attività sulle nanotecnologie (E6) è stata messa a punto una procedura dicaratterizzazione di giunzioni tunnel a 77 K ed è stato modellizzato il dispositivo SET in modo davalutare il ruolo della gap superconduttiva e della capacità di giunzione sul diagramma di stabilità.Sono stati anche realizzati dispositivi a singolo strato atomico di grafene su cui è stato osservato(E2) l’effetto Hall quantistico semi-intero.Nell’ambito dell’attività sui materiali magnetici (E7, E8) la struttura a domini in film sottili magneticiè stata analizzata e interpretata in termini di anisotropia magnetica e processi di ri-orientazione.Sono state effettuate le prime osservazioni stroboscopiche di strutture a domini e della lorodinamica fino al MHz. Sono stati realizzati strati sottili dot-antidot e multistrati Co-Cr per spintronicae strati nanostrutturati mediante tecniche di self-assembling.. Si è conclusa la realizzazione di uncalorimetro ad alta sensibilità in campo magnetico. E’ stato sviluppato un dispositivo a spin valvecaratterizzato da tunnel magnetoresistance, composto da ferromagnete-ossido-ferromagnete(transistor a effetto tunnel magnetico).Investimenti rilevanti e nuovi laboratoriSi riportano di seguito i principali investimenti rilevanti del 2009:- ponte primario di temperatura ASL F18 e schede PXI per la ricerca sulla termometria a rumoreJohnson (E2, 64 keu);- calibratore di potenza elettrica Fluke modello 6100A/E/80, per la ricerca sulle misure di potenzain bassa frequenza per forme d’onda distorte (E3, 59 keu);- generatore pilota Agilent E8257D con modulo millimetrico 50-75 GHz per l’estensione infrequenza del campione di potenza in alta frequenza (E3, 82 keu);29/132