Proposte di Tesi di Ricerca Tecnologica e Beni Culturali

Il nostro gruppo di ricerca si occupa da diversi anni dello studio della composizione e delle sorgenti delle polveri fini presenti in atmosfera (particolato atmosferico o aerosol). Nonostante le esigue concentrazioni in aria, il particolato ha importanti effetti sia sulla salute umana (inalazione di sostanze dannose) che sull’ambiente (alterazione delle proprietà ottiche, influenza sul clima). Questi effetti dipendono da proprietà quali la dimensione delle particelle, la composizione chimica, le proprietà ottiche e le concentrazioni in aria; a loro volta, queste proprietà sono legate alle sorgenti di emissione.

La composizione del particolato viene misurata sia tramite tecniche di Ion Beam Analysis (IBA), utilizzando l’acceleratore TANDETRON del laboratorio INFN-LABEC, che con metodi complementari.

Su queste attività proponiamo tesi sia triennali che magistrali che possono includere parti di sviluppo delle tecniche di campionamento e di misura (rivelatori, sistemi di acquisizione, etc.), attività in campo e analisi dati tramite metodi di analisi statistica multivariata. Le campagne di studio possono riguardare sia problemi legati all’inquinamento in aree urbane/industriali che temi inerenti gli effetti del particolato sull’ambiente e sul clima (studi in aree polari, studio delle polveri di origine desertica).

Esempi di possibili titoli:

• Sviluppo del set-up di fascio esterno per misure di aerosol atmosferico.

• Uso di tecniche di analisi con fasci di ioni per misure di campioni da carote di ghiaccio e aerosol atmosferico in aree polari.

• Studio dell'inquinamento atmosferico nelle aree più inquinate della Toscana con un approccio multidisciplinare.

Contatti: F. Lucarelli – Questo indirizzo email è protetto dagli spambots. È necessario abilitare JavaScript per vederlo., S. Nava – Questo indirizzo email è protetto dagli spambots. È necessario abilitare JavaScript per vederlo., M. Chiari – Questo indirizzo email è protetto dagli spambots. È necessario abilitare JavaScript per vederlo., G. Calzolai – Questo indirizzo email è protetto dagli spambots. È necessario abilitare JavaScript per vederlo.

Il diamante è un materiale isolante con un band gap che separa la banda di valenza dalla banda di conduzione abbastanza larga da rendere le correnti di buio trascurabili rispetto silicio, ma abbastanza stretta da convertire in modo efficace l'energia di ionizzazione depositata da particelle cariche che lo attraversano in coppie elettrone-lacuna.

Inoltre, rispetto al silicio, il diamante è molto resistente alle radiazioni e di conseguenza è un candidato interessante per applicazioni in futuri esperimenti per upgrade del Large Hadron Collider (LHC) che ne potenzino ulteriormente la luminosità.

Per questa ragione la collaborazione TIMESPOT sta investigando la possibilità di creare sensori al diamante con buona risoluzione temporale. Per migliorare il rapporto segnale-rumore, e permettere una lettura ad alta risoluzione spaziale del sensore, la geometria preferibile è tridimensionale, con sottili colonne di conduttore che attraversano il diamante nella direzione trasversale.

A differenza dei rivelatori di silicio che sono realizzati drogando il materiale puro con sostanze trivalenti e pentavalenti per identificare regioni di svuotamento sensibili al deposito di energia per ionizzazione, i rivelatori al diamante sono ottenuti grafitizzando un substrato di diamante puro con un fascio laser focalizzato all'interno del volume del diamante.

L'attività di tesi proposta riguarda lo sviluppo dell'elettronica e software di controllo e calibrazione della procedura di grafitizzazione nonché la realizzazione e l'analisi di misure per la caratterizzazione dei sensori costruiti.

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