Report attività dottorato Francesco Pisani
Durante i tre anni di dottorato ho svolto lavoro di ricerca sperimentale e simulativo con l’obiettivo di caratterizzare ed ottimizzare l’emissione di radiazione laser proveniente da un condensato di polaritoni intersottobanda.
Il dottorato si è svolto in collaborazione con il progetto europeo MIR-Bose che ha fornito i campioni misurati. Per tale progetto ho dovuto presentare i risultati ottenuti in diversi meeting.
La parte sperimentale del progetto ha richiesto la realizzazione di un apparato sperimentale che fosse in grado di misurare lo spettro di radiazione emessa dal campione in funzione dell’angolo di osservazione e dell’angolo di incidenza di uno o due laser di pompa. Tale setup ha subito molteplici ottimizzazioni nel corso del tempo. Oltre a progettare alcuni dei pezzi utilizzati, durante la preparazione del setup ho dovuto svolgere allineamenti complessi e programmare sistemi di acquisizione dati sincronizzando l’emissione del laser di pompa con il tempo di misura dell’interferometro utilizzato.
I campioni utilizzati sono stati anche misurati per caratterizzarne lo spettro, sia con misure FTIR in riflessione, sia tramite un laser ad ampia banda. Entrambi i tipi di misura con la possibilità di controllare l’angolo di incidenza.
La parte simulativa è stata svolta con l’obiettivo di ottimizzare la risonanza polaritonica sviluppando cavità ad alto “quality factor” e confinamento utilizzando il grafene come mezzo per accoppiare la luce con le “quantum well”. La campagna simulativa ha anche portato al design di un altro tipo di campione che è adesso in fase di fabbricazione e misura preliminare.
Due progetti secondari sono stati portati avanti sia simulativamente che sperimentalmente in collaborazione con i laboratori Nest in Pisa ed un altro gruppo a Parigi. Il primo riguarda la stampa 3D di ottiche laplaciane. Generate a partire da un codice che ho scritto e testato tramite simulazioni “ray tracing”, le ottiche sono state stampate con una stampante 3D ed il loro funzionamento caratterizzato valutando la qualità della luce proiettata. Il secondo progetto riguarda la generazione di plasmoni di superfice ultracorti tramite l’utilizzo di un impulso laser a fronti d’onda rotanti. Ho verificato il funzionamento del concetto tramite simulazioni ad elementi finiti e grazie alla collaborazione con il gruppo di Parigi è stato possibile caratterizzare, con un codice a particelle, anche l’interazione dei campi elettromagnetici con gli elettroni del reticolo metallico.
Durante lo svolgimento di queste attività si è rivelato necessario l’utilizzo di strumenti da “clean room”: spinner, evaporatore, EBL, SEM. Motivo per cui ho svolto i training necessari al loro utilizzo nonché imparato vari protocolli di accesso alla “clean room” e di utilizzo della strumentazione annessa.
