1. Materiali magneticiMateriali magnetici nanostrutturati e massivi per applicazioni nel campo della registrazione magnetica ad alta densità, della sensoristica e della refrigerazione magnetica: preparazione e caratterizzazione. Studio dell’influenza delle proprietà morfologiche e della micro- e nano-strutturazione sulle proprietà magnetiche, magnetocaloriche e di magnetotrasportoMateriali magnetici a dimensionalità ridotta: multistrati magnetici, nano-magneti molecolari2. Materiali ad alta correlazione elettronicaSuperconduttività, magnetismo, materiali multiferroiciSintesi e caratterizzazioni di materiali metastabili ad alta correlazione elettronica in condizioni di alta pressione (piston-cylinder, multi-anvil, hydrothermal)Sistemi modello per lo studio dei meccanismi di ordinamento (carica, orbitale, spin)Correlazione struttura-proprietà3. Tecniche di nanodiagnosticaSviluppo di metodologie diagnostiche di tipo analitico, di immagine, litografiche e di manipolazione per lo studio su scala nanometrica delle proprietà strutturali, ottiche, di trasporto, magnetiche e chimiche di materiali per applicazioni nel campo delle nanoscienze4. Materiali nanostrutturatiMateriali ibridi organico-inorganici nanostrutturati: preparazione, studio e funzionalizzazione. Ottimizzazione delle proprietà funzionali attraverso la realizzazione e la caratterizzazione di prototipi di dispositivi di testCrescita di strutture nanometriche auto-organizzate monodimensionali per applicazioni (bio-) sensoristiche, fotovoltaiche, optoelettroniche, nano-elettroniche: nanostrutture di ossidi metallici, nanofili di carburo di silicio. Caratterizzazione morfologica, chimica, strutturale, magnetica, ottica ed elettricaMateriali nanostrutturati a base di carbonio: nanotubi, fullereni e grafeni5. Dispositivi fotovoltaici innovativiDispositivi ottenuti mediante crescita epitassiale e tecniche di deposizione di films sottili: crescita epitassiale di strutture a base di germanio cristallino per generatori termofotovoltaici e per celle fotovoltaiche a giunzione multipla ad alta efficienza. Crescita mediante tecnica di deposizione a fasci di elettroni pulsati di dispositivi a film sottile basati su CuGaInSe. Sviluppo di tecniche basate su fotoluminescenza e microscopia elettronica per la misura dell'efficienza quantica, dei tempi di vita dei portatori e della velocità di ricombinazione superficialeTecnologie fotovoltaiche nel campo della microgenerazione distribuitaCelle solari sensibilizzate a coloranti (dye-sensitized solar cells, DSSC): tecniche di deposizione di semiconduttori ceramici nanostrutturati su substrati rigidi e flessibili; nuovi materiali nanostrutturati per anodi, elettroliti e catodi; sistemi di sealing6. Cristalli massivi di composti semiconduttori (quali CdTe e CdZnTe)Crescita e caratterizzazione delle proprietà ottiche, elettriche e fotoconduttiveStudio delle proprietà dei contatti elettriciPreparazione e caratterizzazione di dispositivi prototipi, in particolare per la rivelazione di raggi X7. Semiconduttori ad ampia banda proibita per applicazioni fotovoltaiche, fotoelettriche e di elettronica di potenzaDeposizione epitassiale (MOVPE) di ossidi semiconduttori (epsilon-Ga2O3) e metodi di drogaggio (tipo n)Studio dei contatti elettrici in ossidi semiconduttori (epsilon-Ga2O3) as-grown e intenzionalmente drogatiStudio delle proprietà ottiche, elettriche e di trasporto in ossidi semiconduttori as-grown e intenzionalmente drogati (epsilon-Ga2O3 tipo-n)Studio di film sottili di 4H-SiC, drogati per impiantazione ionica con conducibilità di tipo p ed n, e dispositivi a giunzioneSemiconduttori a coordinazione tetraedrica per applicazioni fotovoltaiche8. Polimeri autoassemblantiDesign e sintesi di materiali polimerici reversibili la cui formazione/frammentazione sia attivabile via self-assembly bimodale di tipo coordinativo (o H-bonding) e via interazioni host-guestStudio di proprietà autoriparanti di tali composti e della possibilità di ottenere materiali auxettici, ovvero materiali che presentano la proprietà di espandersi lateralmente sotto stiramento longitudinale (rapporto di Poisson negativo)9. Sensori integrati su silicioSensori integrati di cavitandi chimossalinici/MOS su wafers di Si per il monitoraggio ambientale del benzeneSensori fluorescenti a riconoscimento molecolare per la rilevazione selettiva di alcoli in miscele complesseMolecular printboards di cavitandi fosfonati su Si per la rilevazione di proteine10. Nuovi materiali molecolari supportati (ibridi organici-inorganici) o autoassemblatiProgettazione, sintesistudio delle proprietà come catalizzatori per processi sintetici eco-compatibili o quali dispositivi supramolecolari per applicazioni nelle nanoscienze e nano(bio)tecnologie11. Materiali molecolari funzionaliFenomeni di bistabilità e multistabilità in materiali molecolari: analisi spettroscopica e modellizzazione di sistemi molecolari a trasferimento di carica intra e/o intermolecolare. Interazione elettrone-vibrazione come sorgente di multistabilità. Transizioni di fase, coesistenza di fasi, domini, metastabilità. Transizioni di fase fotoindotteMateriali molecolari per applicazioni in fotonica ed elettronica. Caratterizzazione spettroscopica e modellizzazione di materiali molecolari funzionali. Interazioni supramolecolari e di intorno. Fenomeni cooperativi e collettiviSpettroscopia ottica elettronica (assorbimento e fluorescenza) e vibrazionale (micro)IR e micro-Raman anche a bassa temperatura o in cella ad incudine di diamante12. BiomaterialiProgettazione, sintesi e caratterizzazione di polveri e processi per la produzione di bioceramica e materiali compositi per le seguenti applicazioni: impianti per rigenerazione di ossa, vascolare e di organi molli; ceramiche per protesi; materiali nanocompositi ibridi per la rigenerazione di regioni anatomiche multifunzionali; sistemi per il drug delivery; trasformazioni biomorfe; cementi ossei, applicazioni antibatteriche13. Materiali ceramici e compositi per l'energia e l'ambienteProgettazione e ottimizzazione di processi per celle a combustibile ad ossido solido (SOFC) e solid oxide electrolyzer cells (SOEC)Materiali e membrane di alta temperatura per la cattura del carbonio e la separazione di gas (O2, CO2 e H2)Sistemi piezoelettrici e multiferroici per l'immagazzinamento e il rilevamento dell'energiaAssorbitori solari ultrarefrattari per impianti CSP.14. Ceramiche funzionali high tech, industriali, strutturali e funzionaliStrutture, film e superfici con proprietà funzionali: porosità multiscala controllata, superidrofobicità, anticongelamento, anti incrostazione, antibatteriche, autopulenti, foto-catalitiche, etc.Nanosicurezza: nanostrumenti per la sicurezza e biocatalitici.Progettazione, sintesi e caratterizzazione di ceramiche strutturali (polveri, monoliti, composite, fibrorinforzate, ...) per applicazioni meccaniche (anti-usura, utensili da taglio, protezioni balistiche), applicazioni ad ultra alta temperatura e in ambiente estremo (sistemi di protezione termica, ceramiche anti-corrosione e resistenti all'ablazione).Ceramiche trasparenti per laser a stato solido, finestre per la spettroscopia e sensori IR, tecnologia di armatura trasparenteCeramiche geopolimeriche e chimicamente legate quali filtri, supporti catalitici, scambiatori di calore, pannelli isolanti, e per la valorizzazione dei rifiutiPigmenti ceramici e decorazione digitaleProcesso tecnologico e processo tecnico, materie prime e riciclaggio dei rifiutiArcheometria, diagnostica e conservazione: materiali e tecniche innovative