L’attività “Processi Ultraveloci nei Materiali” intende coprire, dal punto di vista sia teorico che sperimentale, un’ampia area della fisica della materia e della scienza dei materiali. Attraverso l’interpretazione di fenomeni transienti indotti da campi elettromagnetici deboli o forti è possibile ottimizzare e trovare soluzioni innovative per la preparazione di sistemi inorganici, organici ed ibridi nanostrutturati per potenziali applicazioni nel campo della sensoristica, della dispositivistica magnetica, dell’optoelettronica e dell’elettronica flessibile.

La disponibilità di codici computazionali in corso di sviluppo come il codice Yambo o ETSF (European Theoretical Spectroscopy Facility), teoria a più corpi, TD-DFT, e metodi di non equilibrio ab-initio costruiti per mezzo delle funzioni di Green, che rappresentano una nuova frontiera della simulazione atomistica, permette la comprensione dettagliata di processi di eccitazione elettronica, di spettroscopia ottica e di spettroscopie risolte in tempo. Le tre sorgenti laser ultraveloci dell’Istituto (FemtoLab – Potenza, EFSL – Tor Vergata, Gas Phase Laser – Trieste) consentono poi, da una parte, di preparare, depositare e trattare superficialmente in forma nanostrutturata i materiali di interesse e, dall’altra, di determinarne le proprietà spettroscopiche con alta risoluzione temporale con tecniche come l’assorbimento transiente (Pump & Probe) e la fluorescenza. Altre tecniche sperimentali ad alta risoluzione permettono di completare le informazioni sperimentali utili alla determinazione delle proprietà dei materiali quali le relazioni esistenti tra la loro struttura elettronica ed atomica, il loro comportamento collettivo e dinamico alle interfacce così da sviluppare e controllare, sulla nanoscala, i processi che ne determinano le proprietà e quindi le loro applicazioni. L’accesso privilegiato al sincrotrone Elettra permette, inoltre, di esplorare tali fenomeni sfruttando la sensibilità chimica intrinseca della radiazione X.