Littérature scientifique sur le sujet « Trasferimento di carica »

L'osteogenesi imperfetta č un disordine genetico eterogeneo, in quanto in un gran numero di pazienti si riscontra la mutazione di uno dei geni che codificano il collagene di tipo I, mentre altri soggetti presentano difetti genetici diversi. Tuttavia, ai fini dell'approccio riabilitativo queste differenze non sono rilevanti, mentre lo č la fascia di etŕ a cui vengono destinati i trattamenti. Nei bambini č importante stimolare il movimento attivo degli arti e del tronco, facilitare il controllo del capo e il carico sugli avambracci, che in prospettiva consentirŕ il trasferimento sulla o dalla sedia a rotelle e permetterŕ di alzarsi da seduti. Nel periodo in cui il bambino mette in atto i primi tentativi di deambulazione bisogna tener presente il rischio di fratture ed eventualmente proteggere in modo adeguato gli arti inferiori. Sedie a rotelle e tricicli sono validi strumenti per lo spostamento autonomo dei bambini piů grandi, ma devono essere predisposti sulla base di precisi criteri. Per gli adolescenti e gli adulti occorrono trattamenti destinati a mantenere la forza muscolare, per ridurre il rischio di fratture: a questo scopo si utilizzano appositi esercizi fisiokinesiterapici e si puň ricorrere al trattamento farmacologico con difosfonati.

The present research has the goal to equip an electrochemical microscopy laboratory able to study charge transfer (CT) reactions across interfaces of different kind. This goal has been reached acquiring the knowhow of the micro tips fabrication and setting up experimental systems for CT measurements at different type of interfaces. The Scanning ElectroChemical Microscopy (SECM) is used widely and the project involved the study of three kind of interfaces: a liquid/liquid ITIES, that is an Interface between Two Immiscible Electrolyte Solutions, a liquid/solid interface, formed by a glassy substrate covered by a thin film of silica with a Ruthenium(II) tris-bipyridile complex chemically linked to the lattice; and the last one was a liquid/swollen polymer interface.

È noto che su scala nanometrica l'interazione luce-materia produce un'ampia varietà di fenomeni, le cui origini sono intimamente legate alle dimensioni molto piccole dei sistemi. La comprensione di questi effetti all'interno di un paradigma completo e unitario rappresenta una delle principali sfide della moderna nanoscienza ed è fondamentale per lo sviluppo di nuove tecnologie. Sebbene la fisica alla base di questi fenomeni sia ben caratterizzata sulla base dei processi fondamentali, esiste ancora un dibattito aperto sul modo in cui queste interazioni influenzano le molecole quando queste interagiscono con nanosistemi. Gli approcci teorici proposti interpretano queste evidenze sulla base di singoli fenomeni come il trasferimento di carica o l'eccitazione di portatori, trascurando il ruolo che altri processi possono avere. Questo naturalmente limita il potere predittivo ed esplicativo delle teorie che dovrebbero rendere conto non solo di tutti gli effetti che si possono verificare, ma anche della loro reciproca interazione. Questa tesi mira a proporre nuove prospettive sul trattamento teorico dell'interazione luce-materia su scala nanometrica, dimostrando il ruolo fondamentale che alcuni meccanismi solitamente trascurati possono giocare in sistemi ibridi composti da molecole e nanoparticelle. Queste evidenze sono state ottenute applicando metodi atomistici classici e ab-initio, su sistemi tecnologicamente rilevanti, come aggregati metallici atomicamente precisi e superfici di nanoparticelle interagenti con specie atomiche o molecolari. Le nuove prospettive proposte hanno permesso (o almeno gettato le basi per) una analisi a livello atomistico di fenomeni rilevanti come la riduzione fotostimolata dell'anidride carbonica, l'emissione stimolata da parte di ioni lantanidi, le reazioni mediate dai portatori caldi e la fotochimica delle nanoleghe. In particolare, i principali risultati di questa tesi includono: scoperte sulla natura del trasferimento di energia tra piccoli nanocluster metallici e ioni lantanidi, una caratterizzazione precisa dello step limitante della riduzione dell'anidride carbonica catalizzata da rodio, evidenze sulla capacità dei portatori caldi di trasferire energia alle molecole assorbite sulla superficie delle nanoparticelle stimolando selettivamente particolari modi vibrazionali; un'analisi rigorosa degli aggregati oro-rodio le cui dimensioni variano tra 20-150 atomi. La novità e la qualità dei risultati raccolti in questa tesi, per lo più corroborati da osservazioni sperimentali, forniscono nuove prospettive sulla fisica soggiacente processi fotostimolati supportati dalle nanoparticelle e costituiscono una solida base per futuri studi sull'interazione luce-materia a questa scala.
Light-matter interaction at the nanoscale is known to produces a wide variety of unique phenomena, whose origins are intimately connected to the ultra-small dimensions of the systems. Understanding those effects within a comprehensive and unitary paradigm represent one of the main challenges of modern nanoscience and is pivotal for the development of future effective technologies. Although the physics behind these phenomena are generally well characterized on the basis of fundamental processes, there is still an open debate about the way these light-matter interactions affect molecules when they are interacting with nanosystems. The proposed theoretical approaches usually interpret these evidences on the basis of single phenomenon such as charge-transfer or carriers excitation, neglecting the role the other processes can play. This naturally limits the predictive and explanatory power of the theories which should account not only for all the effects occurring, but also for their mutual interplay. This thesis aims to propose new perspectives on the theoretical treatment of light-matter interaction at the nanoscale, demonstrating the pivotal role some mechanisms usually neglected can play in hybrid molecule-nanoparticle devices. These evidences were achieved applying atomistic methods based on classical and ab-initio computational approaches on technologically relevant nanosystems such as atomically precise metal aggregates and nanoparticle surfaces, interacting with atomic or molecular species. The new perspectives proposed allowed (or at least laid the foundations) for atomistic inspections of relevant phenomena like photo-driven carbon dioxide reduction, enhanced lanthanide ions emission, hot-carriers mediated reactions, and nanoalloys photochemistry. Specifically, the main outcomes of this thesis include: findings on the nature of the energy transfer occurring when small metallic nanoclusters enhances lanthanide ions luminescence, a precise characterization of the Rh-catalysed carbon dioxide reduction rate-determining step, evidences about the hot-carriers capability to effectively transfer energy to molecules absorbed on the nanoparticle surface selectively stimulating particular vibrational modes; a rigorous analysis of gold-rhodium aggregates which sizes ranges between 20-150 atoms. The novelty and the quality of the results collected in this thesis, mostly corroborated with experimental observations, provide new rationale on the physics behind nano-supported photo-stimulated processes and constitute a solid base for future inspections on light-matter interaction at this scale.

2011 - 2012
This work is dedicated to investigate the unique and excellent electrical and optical properties of graphene, through the fabrication and experimental study of several graphene based devices. Particular attention is paid to the details of all stages of the fabrication process which might have an effect on the properties of the final product. It also describes the characterization of graphene transistor structures, as well as experimental studies of charge transport. I focused part of my research on optoelectronics and plasmonics of nanomaterials, in particular, I carried on a research that matched graphene and Plasmonics, the goal was to assess how the plasmonic response of metallic nanoparticles is modified by the presence of a graphene substrate, with results that could be very attractive as a starting point for the future optoelectronics applications. This is how the thesis is planned: in the Chapter 2 I present a brief theoretical overview on the structural, electronic and optical properties of graphene. In Chapter 3, I present the methods used for sample preparation, investigation of graphene flakes and the measurement setup. In particular, the identification of graphene is a very delicate step and involves the use of multiple techniques that complement each other. It is extremely difficult to find small graphene crystallites in the “haystack” of millions of thicker graphitic flakes. Thus, the identification is made by combining two or more of the following techniques: optical microscopy, Raman spectroscopy, SEM and the calculation of the contrast to give raise the best visibility. The next, Chapter 4, is dedicated to the study of graphene based devices and their related features. First, I fabricated 2D graphene FETs (GFETs) and explored several device designs to analyze transfer characteristic, mobility, and the influence of the contacts on the overall conductance. The contacts between graphene and metal electrodes can significantly affect the electronic transport and limit or impede the full exploitation of the graphene intrinsic properties. In this context I investigated the contact resistance on mono- and bi-layer graphene sheets by fabricating structures suitable for transfer length method measurements with Ni and Ti metals. We also observed anomalies in GFET transfer characteristics, namely double dips, and here I present a work in which the origin of double dips in the transfer characteristics of GFET devices is explained. In Chapter 5, I performed the characterization of Field Emission properties of several mono and bi layer graphene samples. I report the observation and characterization of field emission current from individual single- and few-layer graphene flakes laid on a flat SiO2/Si substrate. Measurements were performed in a scanning electron microscope chamber equipped with nanoprobes which allowed local measurement of the field emission current finding that the emission process is stable over a period of several hours and that it is well described by a Fowler–Nordheim model for currents over five orders of magnitude. In the last Chapter 6, I present an exploration of the potential that electromagnetic surface waves known as surface plasmons may have in building both photonic elements and a new photonics technology based on nanostructured metals. I report results from an investigation into the plasmonic properties of metallic nanoparticles supported by substrates made of graphene, in order to extract information of its optical properties. In summary: the main accomplishments of this work are to: a) The Set-up of a routine procedure to identify graphene samples and make their morphological characterization. b) The fabrication of graphene based electronic devices, like graphene field effect transistors and non-volatile memories. c) The Study of the influence of different metal contact on the overall conductance, and the investigation of anomalies in GFET. d) The investigation of quantum tunneling phenomenon in graphene. e) The investigation of graphene as a substrate for plasmonics particles. These results will be presented in due course. [edited by Author]
XI n.s.

Il controllo di veicoli senza alcun intervento umano è uno degli obiettivi principali dell'industria automobilistica odierna. Tra le ragioni principali del passaggio alla guida autonoma è fondamentale l'aumento di affidabilità di un conducente computerizzato rispetto ad uno umano, vista la grande precisione e reattività possibili. Se si desidera sviluppare un metodo di controllo che permetta di far percorrere all'automobile la traiettoria desiderata è necessario considerare se essa sia in grado di seguirla senza instabilità e perdite di attrito. In questo elaborato viene descritto lo studio di un modello di veicolo e dell'insieme dei suoi stati di equilibrio, oltre ad una sperimentazione pratica di alcune traiettorie possibili. Il veicolo considerato riflette il comportamento di un'automobile con trasferimento di carico longitudinale e forze d'attrito generate da ruote di tipo lineare. Per studiare il comportamento del veicolo al variare dei controlli ne è stato derivato e analizzato l'equilibrium manifold, ovvero l'insieme dei suoi stati di equilibrio. Infine, delle simulazioni in steady-state sono state svolte utilizzando il software CARLA. Considerando il veicolo nella simulazione conforme al modello, sono stati analizzati numericamente i dati ottenuti dagli esperimenti, al fine di approfondire la conoscenza del modello e ampliare quanto ottenuto con l'equilibrium manifold.