| descrizione: | Il dottorato di ricerca mira alla formazione interdisciplinare di giovani in grado di inserirsi nella grande area di ricerca delle nanoscienze e nanotecnologie, intese come lo studio e la manipolazione dei fenomeni chimico-fisici che hanno luogo sulla nano-scala (dimensioni comprese tra 1-100 nm) e la realizzazione di dispositivi e sistemi nanometrici. Questa area di ricerca rappresenta il punto d’incontro della fisica quantistica, della chimica supramolecolare, della scienza dei materiali e della biologia molecolare e ha importanti ricadute in molti campi strategici di ricerca sia fondamentale che applicata, dalla salute ai beni culturali, passando per la sicurezza, l’energia, e l’elettronica. La formazione del dottore di ricerca mira a creare una figura professionale caratterizzata da un approccio metodologico critico e flessibile ai problemi, che dovrebbe essere in grado di:
1. svolgere autonomamente ricerca sia teorica che sperimentale, coniugando disponibilità al lavoro di gruppo e creatività individuale.
2. avere attitudine ad elaborare nuovi modelli teorici per la spiegazione e la predizione dei fenomeni.
Il dottorato persegue il raggiungimento dei predetti obiettivi formativi, sia mediante l'organizzazione e la finalizzazione dell'attività di studio dei dottorandi, sia mediante il loro inserimento, già a partire dal primo anno, in gruppi di ricerca attivi nel dipartimento e/o impegnati in collaborazioni nazionali e internazionali. |
| title: | Condensed Matter and NanoMaterials Science |
| description: | The PhD programme is an interdisciplinary action to provide young researchers and professional with proficiency in nanoscience and nanotechnologies. These open up new possibilities for studying and controlling physical and chemical phenomena occurring at the nanoscale (1-100 nm in size), as well as for developing new devices and nanosystems. This research area spreads across quantum physics, supramolecular chemistry, materials science, and molecular biochemistry. It bears deep implications for strategic technologies for health, cultural heritage, security, energy, and electronics.
The PhD candidates will develop a dynamical and critical approach to problem solving through their activities:
1. carrying out autonomously research projects, either theoretical or experimental, with a fine balance between teamwork and individual creativity;
2. developing an attitude to elaborating new model for the explanation and prediction of phenomena.
In order to achieve the goals of the PhD programme, the candidates will become part of research groups active in the Science Department, or in national and international collaborations, while attending courses and seminars devoted to the latest developments in nanoscience. |
- Sviluppo di magnetici permanenti sostenibili
La borsa ha come obiettivo lo studio delle proprietà magnetiche e morfo-strutturali di magneti permanenti sia sinterizzati che bonded (ottenuti mediante stampa 3D) ottenuti da magneti riciclati contenti terre rare o da nanopolveri di sistemi accoppiati hard/soft basati su esaferriti con un contenuto nullo o ridotto di elementi critici.
- Development of sustainable permanent magnets
The scholarship has the goal of studying magnetic and structural properties of permanent magnets, both syntherised and bonded, obtained by means of 3D printing. These will be obtained from recycled magnets containing rare earths, as well as hard/soft coupled systems based on exaferrites with little or no content of critical elements.
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- Progettazione e sviluppo di sensoristica per rover, droni e sciami di droni per l’agricoltura, l’acquacoltura e la silvicoltura di precisione
La sensoristica che la borsa andrà a studiare sarà relativa alla gestione dei sensori per la movimentazione dei droni e dei rover. Infatti, questi ultimi, dovendosi muovere in autonomia, hanno oggettivi problemi a capire come fare e devono essere attrezzati per sviluppare una sensibilità in tal senso. Questo è un problema di guida autonoma calato però in un contesto assolutamente estraneo rispetto a quelli del mondo automotive e molto innovativo. Bisognerà dunque creare degli algoritmi di data fusion in grado di integrare informazioni provenienti da un insieme variegato di sensori (telecamere anche multispettrali, IMU, LIDAR, giroscopi, posizione GPS o sensori innovativi appositamente costruiti) al fine di permettere la guida del drone con elevata sensibilità e quindi che ne consenta un movimento veloce nel campo di lavoro.
- Design and development of sensors for rovers, drones and swarms of drones for precision agriculture, aquaculture, and forestry
Sensing systems for the movements of drones and rovers will be the subject of this scholarship. Due to the needs for autonomous operation, these must be equipped with the necessary means to tackle what is ultimately a problem of autonomous driving in a completely different context than what is currently developed for the automotive, hence with a high degree of innovation. The candidate will work on data fusion algorithms able to integrate information extracted from a variegate set of sensors (multispectral cameras, IMUs, LIDAR, gyroscopes, GPS positioning or tailored innovative sensors). These must ensure self-driving with high sensitivity, thus resulting fast on-field operation.
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- Le concrezioni sui materiali archeologici: un contributo all’autenticazione dei manufatti
Durante il processo di realizzazione di falsi archeologici di varia natura (manufatti metallici, ceramici, vetri etc.), i falsari dedicano un’attenzione particolare alla realizzazione delle concrezioni sulle superfici dei materiali in modo da poter simulare processi di invecchiamento naturale, di degradazione, trattamenti originali o materiale di scavo. Una selezione delle concrezioni su reperti originali conservati nel Museo Nazionale Romano e sui materiali pseudo archeologici presenti nel “Laboratorio del falso”, DSU-Roma Tre verrà approfonditamente caratterizzata, mediante diverse tecniche analitiche chimico-fisiche a disposizione dell’Ateneo di Roma Tre e presso centri di ricerca nazionali e internazionali con cui collaboriamo, allo scopo di individuarne le peculiarità utili all’autenticazione dei manufatti.
- Concretions on archeological material: a contribution to the authentication of artefacts
During the realisation of archeological forgeries (metal artefacts, ceramics, glass etc.), forgers devote a particular attention to implementing concretions on metal surfaces in order to mimic processes due to natural ageing, degradation, original treatments or excavated material. A selection of concretions, extracted from both genuine finding at the Roman National Museum and pseudo-archeological material from the "Laboratorio del falso"at DSU-Roma Tre, will be characterised by means of chemical and physical analysis at Roma Tre and at national and international research facilities. These will have the ultimate goal of identifying features useful for the authentication of artefacts.
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- Nano & biomateriali per celle fotovoltaiche innovative
Tra le varie forme di energia rinnovabile, il settore del fotovoltaico è sicuramente quello che sta vivendo un periodo di forte evoluzione. In particolare, tra queste nuove tecnologie particolare enfasi è data a celle solari di tipo organico o ibrido organico/inorganico, la cui realizzazione e funzionamento prendono a modello la struttura e le proprietà degli organismi fotosintetici, la cui elevata efficienza è ottenuta da organismi fotosintetici utilizzando dei complessi proteici in grado di posizionare ed orientare in modo opportuno dei cromofori altamente specializzati che fungono da sistemi antenna per la raccolta dell’energia luminosa. Lo scopo di questo progetto di ricerca è quello di studiare e comprendere il funzionamento di complessi fotosintetici, per progettare biodispositivi artificiali per la raccolta della luce con alta efficienza. In particolare, l’obiettivo è quello di individuare nuovi materiali che possano essere impiegati come strato attivo nelle celle fotovoltaiche ibride di nuova generazione.
- Nano & biomaterials for innovative photovoltaics
Among the strategies for renewable energy sources, photovoltaics is the one undergoing rapid evolution. In particular, emphasis is being put to cells of the organic and hybrid organic-inorganic types. Their implementation and operation take as a model structures and properties of photosynthetic organisms. These are characterised by protein complexes able to steer and position highly specialised chromophores acting as antennas for energy collection. The aim of this project is to study and understand the working principles of photosynthetic complexes towards the design of artificial biodevices for high-efficiency energy harvesting. In particular, the objective is to identify novel materials able to function as an active layer for hybrid cells of latest generation.
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- TEMATICA GENERICA DEL DOTTORATO
Temi di ricerca specifici del corso di dottorato
- Generic PhD topic
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- Dispositivi Microelettronici Integrati per applicazioni di Batterie e Sistemi di Accumulo di energia, Agricoltura, Silvicoltura ed Acquacoltura di Precisione
Il progetto si prefigge di sviluppare e caratterizzare sperimentalmente micro-sensori per Agricoltura di precisione basati su nuovi microchips CMOS e dispositivi MEMS sviluppati ed in corso di sviluppo presso la Sensichips. Per implementare e dare senso concreto al concetto di Agricoltura di Precisione (o di Silvicoltura e Acquacoltura di Precisione) necessita di misure puntuali che descrivano lo stato della singola pianta o dell’area sotto indagine. Le misurazioni saranno poi oggetto di processo di valutazione e presentazione ad un decisore il quale avrà il compito di produrre una azione per gestire efficientemente il processo: l’affidabilità ed accuratezza delle misure, la produzione del dato ed il suo pretrattamento analogico continua ad essere il momento più delicato dell’intera catena di misura.
La collaborazione tra le due realtà (MeaLab e Sensichips) mira a far emergere le rispettive competenze ed eccellenze e a farle lavorare assieme al fine di produrre una stadio di ingresso della catena IoT basata su sensoristica mirata ai settori del monitoraggio dei parametri ambientali, dell’agricoltura, della silvicoltura e dell’acquacoltura di precisione ed unita ad una elettronica di condizionamento del segnale che possa fornire un dato accurato della grandezza sotto indagine. Queste misure non possono che derivare da sensori e sistemi progettati specificatamente per questo nuovo approccio. Quindi, da una parte la Sensichips si occuperà della realizzazione con tecnologia microelettronica dei sensori e dello stadio di ingresso della catena di misura, Mealab, dal canto suo, darà il suo supporto nella progettazione dello stadio di ingresso, si occuperà della valutazione metrologica del dato sviluppando banchi di misura e metodologie di calibrazione e dell’elettronica per l’acquisizione del dato e della sua presentazione su internet.
- Integrated microelectronics devices for application of batteries and energy storage systems, precision agriculture, forestry and aquaculture
The project aims at developing and characterise micro sensors for precision agriculture, based on new CMOS microchips and MEMS devices at Sensichips, either already realised or in progress. Indeed, the very concept of precision agriculture (or aquaculture or forestry) relies on punctual measurements describing the state of the single plant or of the area under scrutiny. Measurement will then be evaluated and submitted to a monitor, charged to take a decision for efficient process management.
The collaboration between MeaLab and Sensichip intends to leverage on the respective competences and expertise in a joint programme, with the goal of producing an input stage of an IoT chain based on sensors for environmental monitoring applied to agriculture, forestry and aquaculture. Specialised control electronics will be developed in order to ensure the accuracy of the data set, thus requiring targeted novel sensing systems specifically devised for this innovative approach. Sensichips will be charged with realising microelectronics sensor technology for the input stage of the measurement chain. MeaLab, on the other hand, will support the design of the input stage, and will scrutinise the data under the lens of metrological evaluation by developing calibration tools and methods, and develop electronics for data collection and presentation on the internet.
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| Valutazione titoli |
La commissione valuterà la preparazione dei candidati nei settori di interesse del Dottorato SciMaNo e l'aderenza delle proposte di progetto alle linee di ricerca presenti nella sezione di Nanoscienze e Nanotecnologie del Dipartimento di Scienze, in particolare a quelle oggetto di borsa specifica. |
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The evaluation panel will assess the qualification of the candidates in the subjects covered by the Doctorate. Further, the pertinence of the proposed research plan will be evaluated against the research themes present in the Nanoscience and Nanotechnologies at the Department of Science, in particular, those pertaining to externally funded scholarships. |
| Prova orale |
La prova orale partirà dai titoli presentati per valutare la preparazione complessiva dei candidati e discutere su quali linee di ricerca pensano di potersi inserire in maniera più efficace. |
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The interview will concern a discussion of the qualifications presented by the candidates, as well as on their general knowledge on the themes of the Doctorate. The candidates will only be asked to comment on the research line to which they anticipate the most effective participation. |