SANGUINETTI STEFANO

La mia attività di ricerca si concentra attualmente nel campo delle eterostrutture e nanostrutture di semiconduttori composti (arseniuri e nitruri) per applicazioni optoelettroniche e fotocatalitiche, coprendo vari aspetti legati alla crescita, alla caratterizzazione e alla modellizzazione elettronica.

Questa attività si basa sulla mia precedente esperienza di ricerca sia sperimentale che teorica, iniziata a partire dalla laurea e proseguita poi nel corso degli anni, come Ricercatore prima e Professore Associato poi, presso l'Università di Milano-Bicocca. La mia attività teorica è iniziata con la modellizzazione mediante tecniche ab-initio di difetti nei semiconduttori (con il Prof. Helmar Teichler presso l’Univerità di Goettingen). E’ quindi proseguita con lo studio di reti a base di carbonio con topologia complessa nel gruppo del Prof. Giorgio Benedek, anche in collaborazione con l’Istituto FKF del Max Plank. Dal punto di vista sperimentale la mia aarività di ricerca si è concentrata sullo studio delle proprietà di emissione di nanostrutture quantistiche di semiconduttori in collaborazione con la Nottingham University (Prof. Laurence Eaves) e NIMS-Japan (Prof. Noboyuki Koguchi)

Nel 2008, dopo 15 anni di esperienza nella modellizzazione teorica, utilizzando metodi di simulazione sia ab-initio e che semiempirici, e di caratterizzazione ottica mediante fotoluminescenza delle proprietà elettroniche dei semiconduttori, ho fondato un nuovo laboratorio, all'interno di del Laboratorio Inter-Universitario L-NESS (Università di Milano-Bicocca e il Politecnico di Milano), di cui ora sono vicedirettore, per lo sviluppo di strategie innovative di crescita per la fabbricazione, mediante Molecular Beam Epitaxy, di materiali III-V nanostrutturati utilizzando processi di crescita controllati cineticamente. L'approccio adottato per la pianificazione dell’attività di ricerca è stato quello di combinare, direttamente nella fase di progettazione dei materiali e del processo di fabbricazione sia il modeling dei fenomeni di crescita che la simulazione degli stati elettronici delle nanostrutture e dei dispositivi. In questo ambito la mia esperienza multidisciplinare gioca un ruolo fondamentale, consentendo una comprensione approfondita di tutte le fasi coinvolte nella progettazione del dispositivo, dalla crescita del materiale alla sua ingegnerizzazione. Il principale risultato ottenuto è lo sviluppo di una procedura di crescita innovativa, inventata dai laboratori NIMS in Giappone, per la formazione di nanostruttura a confinamento quantistico, la Droplet Epitaxy. Questo metodo di crescita consente l'autoassemblaggio di nanostrutture tridimensionali della forma desiderata praticamente su qualsiasi substrato, incluso il silicio.

Grazie anche alle innovazioni introdotte alla costituzione e alla coordinazione di una comunità scientifica centrata sul suo sviluppo e applicazione, la Droplet Epitaxy ha acquisito uno status rilevante tra i processi di crescita di nanostrutture quantistiche ed è ora uno delle metodologie migliori per ottenere sorgenti di fotoni singoli per applicazioni in quantum photonics. Diversi progetti da me proposti, sia in corso che completati (vedi elenco), si basano su questo innovativo metodo di crescita. In particolare il progetto 4PHOTON (MSCA-ITN) ha espressamente lo scopo di creare una rete per lo sviluppo di strategie per l'implementazione di tecnologie quantistiche innovative a partire da nanostrutture Droplet Epitaxy. Più recentemente, ho implementato differenti metodi di crescita controllata cineticamente per la fabbricazione di eterostrutture verticali per l'integrazione di semiconduttori composti su Si. Questo approccio consente la progettazione di dispositivi optoelettronici fortemente innovativi. Due sono i progetti in corso basati su questo approccio, uno dei quali un H2020-FET (microSPIRE).

Il mio approccio, che combina studi fondamentali con un chiaro obiettivo applicativo, ha ottenuto un importanti riconoscimenti dalla comunità scientifica, con numerosi talk su invito in rilevanti conferenze (21 dal 2009),  il coinvolgimento nel comitato direttivo delle principali conferenze del settore (inclusa la conferenza internazionale di Molecular Beam Epitaxy) e l'organizzazione diretta di due di due di queste. In riconoscimento della rilevanza del mio lavoro a livello internazionale è stato costituito un laboratorio congiunto (QuCAT), tra l'Università L-NESS / Milano-Bicocca e la South China Normal University di Guangzhou, per lo sviluppo di materiali nanostrutturati a base nitruri per applicazioni in fotocatalisi.