Le superfici dei solidi, i sistemi a bassa dimensionalità e le eterostrutture, costituite da materiali con caratteristiche chimico-fisiche differenti, rappresentano un’ampia classe di sistemi caratterizzati da proprietà strutturali ed elettroniche particolarmente affascinanti e da un elevato potenziale applicativo in diversi ambiti tecnologici. La comprensione delle proprietà elettroniche di questi materiali riveste un ruolo fondamentale sia per comprenderne le caratteristiche fondamentali sia per valutarne le possibili applicazioni. Il gruppo di Fisica delle Superfici e delle Interfacce affronta questa sfida attraverso un approccio prevalentemente sperimentale, basato in particolare sull’impiego di spettroscopie elettroniche. L’attività di ricerca del gruppo si concentra sull’indagine di diverse tipologie di sistemi, tra cui:
- Materiali a base di carbonio (quali grafene, grafene nanoporoso e nanotubi di carbonio) e i relativi processi di idrogenazione.
- Interfacce tra molecole organiche e substrati inorganici.
- Eterostrutture magnetiche.
Le attività di ricerca vengono svolte presso il laboratorio LASEC (Laboratorio di Spettroscopie Elettroniche e di Correlazione), situato all’interno del Dipartimento di Scienze dell’Università degli Studi Roma Tre, e presso importanti infrastrutture di luce di sincrotrone, tra cui Elettra (Italia), DESY e BESSY II (Germania), Diamond (Regno Unito), ESRF e SOLEIL (Francia). In particolare, il laboratorio LASEC è dotato di una camera sperimentale operante in condizioni di ultra-alto vuoto, equipaggiata con diverse strumentazioni dedicate all’indagine delle superfici. Queste consentono di analizzare gli elettroni riflessi o emessi da un campione solido in seguito a un processo di eccitazione, fornendo informazioni sulle caratteristiche elettroniche e sulle proprietà dei materiali investigati. Le collaborazioni con gruppi di ricerca nazionali e internazionali permettono di combinare i risultati ottenuti con altre tecniche di indagine, teoriche e sperimentali, per svelare i segreti dei sistemi sotto indagine. Le attività del laboratorio LASEC sono inserite inoltre in un progetto transnazionale denominato Ptolemy il cui obiettivo è la misura della massa del neutrino.
Highlights
Link identifier #identifier__127614-1Exploring interfacial magnetism in all-spinel Fe₃O₄/MgCr₂O₄/Fe₃O₄ epitaxial heterostructures. F. Offi, F. Borgatti, P. Orgiani, V. Polewczyk, S. K. Chaluvadi, S. P. Chalil, A. Petrov, F. Motti, G. M. Pierantozzi, G. Panaccione, B. Rutkowski, P. Mengucci, G. Barucca, D. Biswas, T.-L. Lee, E. Marchetti, A. Martinelli, D. Peddis and G. Varvaro, Nanoscale 17, 15308–15318 (2025).
Link identifier #identifier__104297-2Transmission through graphene of electrons in the 30–900 eV range. A. Apponi, D. Convertino, N. Mishra, C. Coletti, M. Iodice, F. Frasconi, F. Pilo, N. S. Blaj, D. Paoloni, I. Rago, G. De Bellis, G. Cavoto, A. Ruocco. Carbon 216, 118502 (2024).
Link identifier #identifier__60099-3A wide optical-gap in fully sp³-like hydrogenated monolayer graphene. Alice Apponi, Orlando Castellano, Daniele Paoloni, Domenica Convertino, Neeraj Mishra, Camilla Coletti, Carlo Mariani, Alessandro Ruocco. Applied Surface Science 753, 168433 (2027).
Link identifier #identifier__170889-4Graphene lattice recoil in hard X-ray photoemission: Experiment and theory. Simone Ritarossi, Alice Apponi, Orlando Castellano, José Lorenzana, Domenica Convertino, Camilla Coletti, Tien-Lin Lee, Francesco Offi, Alessandro Ruocco. Physical Review B 114, 194307 (2026).
Membri
- Prof. Link identifier #identifier__47959-5Alessandro Ruocco (Responsabile)
- Prof. Link identifier #identifier__31413-6Francesco Offi
Collaborazioni
- Istituto di struttura della materia del CNR
- Istituto officina dei materiali del CNR
- Istituto per lo Studio dei Sistemi Nanostrutturati del CNR
- Dipartimento di fisica Sapienza Università di Roma
- Rutgers University NJ-USA
- Technische Universität Wien
- Laboratori Nazionali del Gran Sasso – INFN
- Sezioni INFN di Roma e Pisa
- Istituto Italiano di Tecnologia Pisa