Le attività spaziano dalla modellistica alla realizzazione prototipale di dispositivi passando dallo studio dei processi, alla preparazione e funzionalizzazione dei materiali, alla caratterizzazione delle loro proprietà strutturali ed elettroniche anche tramite lo sviluppo di nuova strumentazione e metodologie.In particolare le diverse attività si articolano nella seguente filiera:

• Modeling di processi e materiali

• Metodi teorici da principi primi basati per lo studio di proprietà strutturali ed elettroniche di sistemi solidi e molecolari

• Modeling della dinamica di processi ultra-veloci

• Analisi e controllo di processi elementari in sistemi isolati, su superfici funzionalizzate e all’interfaccia

Preparazione di materiali

Materiali su scala nanometrica e sistemi a bassa dimensionalità vengono realizzati sia con processi chimici che con tecnologie fisiche. Classi di materiali di interesse sono:

• materiali magnetici strutturati su scala atomica e nanometrica; nanoparticelle, film sottili , e multistrati

• materiali ibridi organico-inorganico: film di molecole organiche, metallorganiche e chirali, ibridi organico/semiconduttore, organico/metallo

• materiali catodici e anodici nanostrutturati a basi di ossidi di metalli di transizione, Litio e lantanidi

• materiali 2D (grafene, silicene)

Caratterizzazioni di proprietà fisiche, chimiche e funzionali

• Analisi e controllo di processi elementari in sistemi isolati, su superfici funzionalizzate e all'interfacciDeterminazione della struttura geometrica e della composizione elementare di superfici e di interfacce e caratterizzazione della struttura elettronica e cristallina mediante tecniche spettroscopiche, diffrattometriche, e di microscopia

• Studio delle proprietà fisiche (ottiche, di trasporto e magnetiche) e chimiche (chemiadsorbimento, catalisi) e della loro correlazione con la struttura elettronica e atomica di superficie ed interfaccia
  

Realizzazione dispositivi e strumentazione

• Realizzazione e caratterizzazione di dispositivi per energia e fotonica

• Sviluppo di strumentazione e metodologie per microscopia, diffrazione e spettroscopie a raggi X, spettrometria di massa

• Gestione di linee di luce e stazioni sperimentali presso sorgenti di radiazione di sincrotrone e Free Electron Lasers