I ricercatori dell'Università di Roma - Tor Vergata (UniTOV) sono coinvolti in collaborazioni internazionali ben consolidate e svolgono attività sperimentali e teoriche che vanno dalla ricerca fondamentale allo sviluppo di nuove tecnologie di interesse applicativo, sociale, medico ed industriale.

I principali argomenti di ricerca, vanno dalla superconduttività alla teoria quantistica dei materiali, allo studio e alla caratterizzazione di nanostrutture e materiali organici e inorganici innovativi per l'opto-elettronica, le celle solari, le celle a combustibile, la produzione di energia, i sensori chimici ed Applicazioni biomediche come fabbricazione di tessuti artificiali.

Nuove tecniche di sintesi e caratterizzazione consentono ai ricercatori di UniTOV di sviluppare materiali innovativi per dispositivi optoelettronici, per la produzione di energia eco-compatibile (solare e celle a combustibile) e per una catalisi più economica e più efficiente. Un notevole sforzo è dedicato allo sviluppo di celle solari basate su nanotubi di carbonio e su composti inorganici di selenio, tellurio e cadmio, che hanno dimostrato efficienze fotovoltaiche molto promettenti. I materiali unidimensionanali (ad esempio fili di Si) e le nuove classi di materiali bidimensionali (come il grafene, i calcogenoidi di metalli di transizione e altri sono studiati sia a livello sperimentale che teorico. Peroskiti, polimeri e coloranti sono oggetto di studio per essere impiegati in celle solari di prossima generazione .

Lo studio e la progettazione di dispositivi micro e nano basati sulle macromolecole e sui polimeri sono anche studiati per il rilascio di farmaci, per immagini mediche, sensori, diagnostici e terapeutici. La fabbricazione e l'uso di nuovi pontili idrogelici di proteine aprono la strada verso la rigenerazione del tessuto cardiaco. Lo studio a bassa temperatura dei materiali nanometrici superconduttori (giunzioni Josephson) è un altro campo affascinante di ricerca condotto presso UniTOV, che permette di studiare i processi di condensazione e i fenomeni di trasporto quantistico e delle coppie Cooper (bosoni) per il trasporto di cariche nello stato superconduttivo. A UniTOV diversi ricercatori di MS sono coinvolti nella modellazione e nelle attività teoriche quali spettroscopie elettroniche di sistemi fortemente correlati, superconduttività, correnti di spin, pompaggio quantico, trasporto quantico in dispositivi molecolari e nano-elettronici a base quantistica. Simulazioni di crescita delle nanostrutture su superfici solide, basate su modelli matematici avanzati, sono anche effettuati per descrivere i risultati sperimentali. Le teorie moderne basate sulla meccanica quantistica (DFT, TDDFT e Teoria delle Perturbazioni a molti corpi), spesso associate all'uso di potenti super-computers, vengono utilizzati per simulare e comprendere molte delle proprietà macroscopiche dei materiali e per prevedere nuovi effetti. L'attività di ricerca sull'analisi complessa e sulla geometria, sulla soluzione matematica di equazioni differenziali che descrivono l'evoluzione temporale della funzione di distribuzione di un plasma di particelle cariche e lo studio di sistemi dinamici quasi integrabili, dell'additivo di Markov e dei processi frazionari completano le competenze del personale di MS presso UniTOV.

I nostri laboratori sono attrezzati per produrre materiali attraverso diversi processi di sintesi come:
• atom mediante deposizione di atomi (epitaxy del fascio molecolare - MBE)
• tecnica di deposizione di vapori chimici (CVD)
• tecnica di sputtering
• chimica Sol-gel
• deposizione di spin coating
• metodo di stampa a trasferimento a secco

Litografia ottica (UV e laser) Inoltre diverse tecniche di caratterizzazione permettono l'analisi delle proprietà strutturali, elettroniche, magnetiche e di trasporto dei materiali come:

• microscopia a scansione a effetto tunnel (STM), microscopia a forza atomica (AFM), microscopio a scansione tunneling elettrochimico (ECSTM) in grado di studiare la disposizione degli atomi in superfici, interfacce e nanostrutture Le microscopie elettroniche come la microscopia elettronica a scansione (SEM) per indagare la morfologia alla microscala e nanoscala dei materiali
• spettroscopie elettroniche: spettroscopia fotoelettronica a raggi X, spettroscopia elettronica Auger, spettroscopia elettronica a basso consumo energetico
• spettroscopie ottiche (spettroscopia di anisotropia di riflessione (RAS), assorbimento ottico e riflessione, ellipsometria, spettroscopia di fotoluminescena, spettroscopia Raman e microRaman)
• misurazioni elettriche e magnetiche (misurazione della tensione in ambiente e bassa temperatura, misurazione delle resistenze, misurazione dell'effetto Hall, misurazione delle suscettibilità )
• caratterizzazione delle celle solari
• efficienza di conversione della potenza delle celle solari e efficienza quantistica esterna