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Nanophotonics curriculum. Programma Introduzione: cose la nanofotonica Alcuni esempi Cosa facciamo a Trento Programma curriculum alcuni esempi di tesi.

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Presentazione sul tema: "Nanophotonics curriculum. Programma Introduzione: cose la nanofotonica Alcuni esempi Cosa facciamo a Trento Programma curriculum alcuni esempi di tesi."— Transcript della presentazione:

1 nanophotonics curriculum

2 Programma Introduzione: cose la nanofotonica Alcuni esempi Cosa facciamo a Trento Programma curriculum alcuni esempi di tesi

3 Programma Introduzione: cose la nanofotonica Alcuni esempi Cosa facciamo a Trento Programma curriculum alcuni esempi di tesi

4 4 From

5 What is Nanophotonics? Science of Light-Matter Interaction at Nanometer scale (< 1 micron to 1 nm)

6 6 What is nanophotonics? nanotechnology photonics Nanoscience/nanotechnology: creation of useful/functional materials and devices through control of matter on the nanometer length scale and exploitation of novel phenomena and properties at that length scale Photonics is the technology and science of light generation, handling and control Nanophotonics is the interface between the two with optical materials patterned on wavelength-size scales or smaller. Self-assembly MBE sputtering Plasma etching:RIE,ICP AFM SEM TEM PECVD plasmonics modulators switches Add/drop filters X-ray lithography Left-handed materials Photonic crystals MEMS Lasers/LEDs photodetectors Carbon nanotubes polymers Photonic crystal fibers biomimetics Quantum dots sensor s NSOM

7 Nanophotonics: defined by its applications communications technology lasers solid-state lighting data storage lithography (bio-)sensors optical computers solar cells light-activated medical therapies displays smart materials Nanophotonics is a unique part of physics/chemistry/materials science because it combines a wealth of scientific challenges with a large variety of near-term applications. Large interest from industry in fundamental research on nanophotonics Kenniseconomie

8 Programma Introduzione: cose la nanofotonica Alcuni esempi Cosa facciamo a Trento Programma curriculum alcuni esempi di tesi

9 Programma Introduzione: cose la nanofotonica Alcuni esempi Cosa facciamo a Trento Programma curriculum alcuni esempi di tesi

10 Optical fiber core cladding shielding

11 Optical fiber: long distance communication

12 Length scales in photonics km 1 mm 10 m 1 m = 5 m

13 Merging optics and electronics requires nanoscale optics 40 nm Photonics Electronics frequency size 1 m 10 GHz

14 Planar optical waveguide Si high index low index 1 mm

15 Photonic integrated circuits on silicon 1 mm SiO 2 /Al 2 O 3 /SiO 2 /Si Al 2 O 3 technology by M.K. Smit et al., TUD

16 Optical clock distribution on a Si microprocessor Intel Website Photonics on silicon

17 Computer interconnects hierarchy Mihail M. Sigalas, Agilent Laboratories, Palo Alto, CA

18 Nanophotonics examples: light trapping in solar cells by metal nanoparticles

19 Nanophotonics examples: large-area fabrication of photonic nanostructures Marc Verschuuren, Philips Research

20 Nanophotonics examples: Light emission from quantum dots

21 Nanophotonics examples: Energy transfer in quantum dot / Er system

22 Nanophotonics examples: Controlled spontaneous emission in photonic crystals Willem Vos

23 Examples of Nanophotonics Iridescent colors on butterfly wings are due to Photonic-Crystals. i.e. Stacks of Nanoscale Gratings

24 Metal Nanoparticles Enhance Raman Scattering Signals by several orders of magnitude This Effect is called Surface Enhanced Raman Scattering (SERS)

25 Bioimaging with Nanoparticles Nanoparticles are also used for bioimaging by non-optical techniques like Magnetic Resonance Imaging (MRI), Radioactive Nanoparticles as tracers to detect drug pathways or imaging by Positron Emission Tomography (PET), and Ultrasonic Imaging. For MRI, the magnetic nanoparticles could be made of oxide particles which are coated with some biocompatible polymer. Newer Nanoparticle Heterostructures have been investigated which offer the possibility of imaging by several techniques simultaneously. An example is Magnetic Quantum Dot.

26 Programma Introduzione: cose la nanofotonica Alcuni esempi Cosa facciamo a Trento Programma curriculum alcuni esempi di tesi

27 Programma Introduzione: cose la nanofotonica Alcuni esempi Cosa facciamo a Trento Programma curriculum alcuni esempi di tesi

28 Nanoscience Laboratory Silicon laser Optical amplifier Metamaterials Photonic black holes Nonlinear optics Photovoltaics Organic/inorganic hybrids Biophotonics Optical sensors

29 NL LABOR ATORY FONDAZIONE BRUNO KESSLER CENTRO CNR AZIENDE UNIVERSITA E LABORATORI ITALIANI UNIVERSITA E LABORATORI INTERNAZIONALI

30 European project Photonics and electronics convergence in silicon

31 European project Photonics and electronics convergence in silicon

32 European project Photonics and electronics convergence in silicon

33 Grandi progetti PAT Un microchip per la proteomica

34 Grandi progetti PAT Un microchip per la proteomica

35 Grandi progetti PAT Un microchip per la proteomica

36 Grandi progetti PAT Un microchip per la proteomica

37 Progetto europeo Rete ottica su di un chip

38 Progetto europeo Rete ottica su di un chip … R L 8

39 Progetto europeo Fotovoltaico di terza generazione

40 Progetto europeo Fotovoltaico di terza generazione

41 Progetto europeo Rifrazione and riflessione in sistemi dielettrici in moto

42 Progetto europeo Rifrazione and riflessione in sistemi dielettrici in moto

43 General scheme LAUREA MAGISTRALE Corsi obbligatori per tutti gli orientamenti: Nuclear and Subnuclear Physics (Advanced) (6 cfu) Physics of Matter (Advanced) (6 cfu) Experimental Methods (Advanced) (6 cfu) Quantum Mechanics (Advanced) (6 cfu) Statistical Mechanics (Advanced) (6 cfu) Corsi obbligatori degli orientamenti facenti parte del percorso Experimental Physics: Experimental Physics (Advanced) (6 cfu) 1 corso a scelta fra: Advanced Electronics Laboratory (6 cfu) Laboratory of Condensed Matter (6 cfu) Laboratory of Energy conversion processes (6 cfu) Photonics (6 cfu) I corsi relativi agli orientamenti per un totale di 24 crediti sono suggeriti da specifici gruppi di ricerca Lo studente completa il proprio percorso formativo con i seguenti corsi/attività comuni ad entrambi i percorsi: corsi a scelta libera (12 cfu) attività di tesi (39 cfu); attività formative relative alla conoscenza della Lingua Inglese focalizzata principalmente sulla qualità della comunicazione dell'attività scientifica (3 cfu).

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46 Primo annoSecondo anno Primo semestre Secondo semestrePrimo semestreSecondo semestre mandatory- Statistical mechanics - Optoelectronics - Quantum Optics - Experimental Physics (advanced) - Photonics - Advanced Photonics laboratory Thesis Choice B (one) - Solid State Physics- Optical spectroscopy Choice C (two) - Experimental methods in experimental science -Laboratory of Advanced Electronics - Physics of Materials (Advanced) - Data analysis Methods 5 courses

47 Primo annoSecondo anno Primo semestre Secondo semestrePrimo semestreSecondo semestre mandatory- Statistical mechanics - Optoelectronics - Quantum Optics - Experimental Physics (advanced) - Photonics - Advanced Photonics laboratory Thesis Choice B (one) - Solid State Physics- Optical spectroscopy Choice C (two) - Experimental methods in experimental science -Laboratory of Advanced Electronics - Physics of Materials (Advanced) - Data analysis Methods 5 courses

48 Primo annoSecondo anno Primo semestre Secondo semestrePrimo semestreSecondo semestre mandatory- Statistical mechanics - Optoelectronics - Quantum Optics - Experimental Physics (advanced) - Photonics - Advanced Photonics laboratory Thesis Choice B (one) - Solid State Physics- Optical spectroscopy Choice C (two) - Experimental methods in experimental science -Laboratory of Advanced Electronics - Physics of Materials (Advanced) - Data analysis Methods 5 courses

49 Primo annoSecondo anno Primo semestre Secondo semestrePrimo semestreSecondo semestre mandatory- Statistical mechanics - Optoelectronics - Quantum Optics - Experimental Physics (advanced) - Photonics - Advanced Photonics laboratory Thesis Choice B (one) - Solid State Physics- Optical spectroscopy Choice C (two) - Experimental methods in experimental science -Laboratory of Advanced Electronics - Physics of Materials (Advanced) - Data analysis Methods 5 courses

50 Programma Introduzione: cose la nanofotonica Alcuni esempi Cosa facciamo a Trento Programma curriculum alcuni esempi di tesi

51 Programma Introduzione: cose la nanofotonica Alcuni esempi Cosa facciamo a Trento Programma curriculum alcuni esempi di tesi

52 Mattia Mancinelli – Caratterizzazione di sequenze di risonatori accoppiati in ottica integrata in silicio Christian Schuster – Fabbricazione e caratterizzazione di celle fotovoltaiche a nanocristalli di silicio Elisa Borga – Generazione di seconda armonica in guide donda a silicio sotto strain Giuliana Fugaro – Caratterizzazione del layer fotonico in un chip per la rilevazione di proteine


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