Applicazioni emergenti
Paragrafo
Il settore affronta le sfide poste da applicazioni emergenti occupandosi dei seguenti argomenti:
- Efficiente produzione e conversione dell’energia. Studio e caratterizzazione di leghe Fe–Si e di ferriti dolci per applicazioni elettrotecniche (motori e trasformatori) e per dispositivi di elettronica di potenza;
- Realizzazione e caratterizzazione di dispositivi magnetici integrati con altri materiali funzionali in strutture composite che amplificano l’efficienza di conversione dell’energia meccanica (vibrazioni) in corrente elettrica;
- Comprensione e predizione di nuovi fenomeni di magnetismo. Attraverso tecniche di magnetismo computazionale si intende ottimizzare materiali e dispositivi così da ottenere le massime prestazioni in campi emergenti come la spintronica, il termomagnetismo e il magnetismo alla nanoscala;
- Studio di materiali magnetici per applicazioni biomediche. Comprensione dei fenomeni magnetici che emergono alla nanoscala in sistemi multifunzionali, comprendenti nanoparticelle, film sottili, strutture core–shell e nanocompositi magnetoelettrici, attraverso modellizzazione, caratterizzazione magnetica avanzata e analisi delle condizioni operative e ambientali, con l’obiettivo applicativo di ottimizzare le prestazioni in ambiti quali l’ipertermia magnetica, il rilascio controllato di farmaci, l’imaging avanzato, il sensing e la stimolazione magnetoelettrica remota, attraverso la definizione delle configurazioni materiali e dei parametri di funzionamento più efficaci;
- Attività di ricerca sui fenomeni termomagnetici: sono disponibili set-up di misura di effetti termoelettrici trasversi quali effetti Nernst e spin Seebeck e loro reciproci (Ettingshausen e spin Peltier). Inoltre è disponibile un set-up di calorimetria differenziale basata su celle Peltier per l’indagine sperimentale di materiali magnetocalorici. Nel contesto di questo laboratorio, le indagini sperimentali sono supportate da attività di ricerca fondamentale e di produzione di materiali con proprietà termomagnetiche;
- Le attività di magnetismo computazionale supportano lo sviluppo applicativo colmando il divario tra indagine fisica fondamentale e innovazione tecnologica. Le attività di supporto principali si snodano sui seguenti fronti:
- Approfondimento della natura dei fenomeni termomagnetici emergenti per ottimizzare le proprietà dei materiali;
- Supporto tramite simulazioni micromagnetiche avanzate, per guidare la progettazione di dispositivi di frontiera come memorie racetrack basate su interazione DMI, dinamiche di spin waves in 3D e Physical Unclonable Functions (PUF) basate su texture magnetiche esotiche.