http://elea.unisa.it/xmlui/handle/10556/62 2026-04-14T13:39:01Z http://elea.unisa.it/xmlui/handle/10556/6584 Title: Theoretical and phenomenological implications of fundamental principles in physics Authors: Petruzziello, Luciano Abstract: The relentless quest for unraveling the true mechanisms that govern the Nature we observe and are part of have led physicists to rely on the adoption of fundamental principles. These assumptions have acted as a guiding light for the development of both theory and experiments since the moment in which Physics was born. Therefore, in order to further broaden the knowledge of the Universe surrounding us, it is natural to still have faith in the implications that a rational (though most of the times unexplainable) insight entails. The aim of this thesis is to provide a self-contained analysis centered around some of the most important physical principles we currently have at our disposal: general covariance, equivalence principle and Heisenberg uncertainty rela tions. However, the attention is not exclusively focused on the relevant consequences of the aforementioned concepts, as we also insist on the possibility of going beyond them, thus allowing for the existence of a novel phenomenology which can only be unfolded by means of new physics. .. [edited by Author] Description: 2018 - 2019 2020-02-04T00:00:00Z http://elea.unisa.it/xmlui/handle/10556/6425 Title: Graphene/silicon Schottky diode Authors: Luongo, Giuseppe Abstract: In this works we fabricated four graphene/silicon heterojunctions, which differ for structure and substrate type, and performed electrical and optical characterization. The first device was realized by depositing a layer of graphene on a trench patterned low n-doped silicon substrate. We obtained a graphene/silicon Schottky diode connected in parallel with a graphene/oxide/silicon MOS (Metal Oxide Semiconductor) capacitor. The device shows a rectification factor of 3 orders of magnitude and a Schottky barrier of 0.56 𝑒𝑉. The device displays a reverse current greater than the forward one when exposed to white LED light. We explained this phenomenon by taking into account the MOS capacitor connected in parallel which act as a reservoir of charges. The second device presents the same structure, but a low p-doped silicon substrate was used. In this case, we obtained a Schottky barrier of 0.17 𝑒𝑉 which tends to get smaller when annealed to high temperature. This behaviour has been attributed to the boron atoms which diffuse from the silicon to graphene inducing a p-doping, which further reduce the Schottky barrier. The third device was realized by depositing a graphene layer on a pillar-patterned high n-doped silicon substrate. The device shows a Schottky barrier of 0.11 𝑒𝑉 and a reverse current which grows exponentially respect to the bias. We explained this result by considering the pillar structure which, magnifying the electric field around its corners, favours the up-shift (down-shift) of the graphene Fermi level reducing (or increasing) the Schottky barrier upon application of a bias. At higher temperature this behaviour tends to disappear since the Schottky barrier variations are overcome by the thermal effects. The last device was fabricated by depositing a graphene layer on a matrix of silicon tips. The device shows a Schottky barrier of 0.36 𝑒𝑉 which corresponds to a rectification factor of almost three orders of magnitude and a reverse current which grows exponentially with the bias over the whole temperature range. Similar to the previous junction, the tip geometry magnifies the electric field and allows to tune the Schottky barrier by changing the bias. The device shows an ideality factor closer to the unity meaning that the tip geometry reduces the formation of inhomogeneity, which can affect the junction properties, and allows the formation of higher Schottky barrier. [edited by Author]; In questo lavoro abbiamo fabbricato quattro eterogiunzioni grafene / silicio, che differiscono per struttura e tipo di substrato, ed eseguito caratterizzazione elettrica e ottica. Il primo dispositivo è stato realizzato depositando uno strato di grafene su un substrato di silicio patternato a basso drogaggio di tipo n. Abbiamo ottenuto un diodo Schottky di grafene/silicio collegato in parallelo con un condensatore MOS di grafene/ossido/silicio (Metal Oxide Semiconductor). Il dispositivo mostra un fattore di rettificazione di 3 ordini di grandezza ed una barriera Schottky di 0,56 eV. Il dispositivo presenta una corrente inversa maggiore di quella diretta quando esposto alla luce a LED bianca. Abbiamo spiegato questo fenomeno prendendo in considerazione il condensatore MOS collegato in parallelo che funge da riserva di cariche. Il secondo dispositivo presenta la stessa struttura, ma è stato utilizzato un substrato di silicio a basso drogaggio di p. In questo caso, abbiamo ottenuto una barriera Schottky di 0,17 eV che tende a ridursi quando è esposto ad alte temperature. Questo comportamento è stato attribuito agli atomi di boro che si diffondono dal silicio al grafene inducendo un p-doping, che riduce ulteriormente la barriera di Schottky. Il terzo dispositivo è stato realizzato depositando uno strato di grafene su un substrato di silicio ad alto n drogaggio modellato su pilastri. Il dispositivo mostra una barriera Schottky di 0,11 eV ed una corrente inversa che cresce esponenzialmente rispetto al bias. Abbiamo spiegato questo risultato considerando la struttura del pilastro che, magnificando il campo elettrico attorno ai suoi angoli, induce uno spostamento verso l'alto ( o verso il basso) del livello di grafene Fermi riducendo (o aumentando) la barriera di Schottky quando viene applicato un bias. A temperature più elevate questo comportamento tende a scomparire poiché le variazioni della barriera di Schottky sono superate dagli effetti termici. L'ultimo dispositivo è stato fabbricato depositando uno strato di grafene su una matrice di punte di silicio. Il dispositivo mostra una barriera Schottky di 0,36 eV che corrisponde a un fattore di rettificazione di quasi tre ordini di grandezza e una corrente inversa che cresce esponenzialmente con il bias su tutto l'intervallo di temperatura. Simile alla giunzione precedente, la geometria della punta ingrandisce il campo elettrico e consente di regolare la barriera di Schottky modificando la polarizzazione. Il dispositivo mostra un fattore di idealità più vicino all'unità, il che significa che la geometria a punta riduce la formazione di disomogeneità, che possono influenzare le proprietà della giunzione e consente la formazione di una barriera Schottky superiore. [a cura dell'Autore] Description: 2018 - 2019 2020-02-10T00:00:00Z http://elea.unisa.it/xmlui/handle/10556/2744 Title: Accurate mesurements of spectroscopic line parameters of atmospheric relevant molecules Authors: Odintcova, Tatiana Abstract: This thesis deals with the development of frequency-stabilized laser absorption spectrometers in the near-infrared to perform precision measurements on molecular spectra of atmospheric interest, such as acetylene and carbon dioxide. Two novel schemes have been implemented: the former is based on a pair of phase-locked diode lasers, one of them being a reference oscillator at 1.4 micron; the latter makes use of a self-referenced optical frequency comb synthesizer. In the second apparatus, a diode laser at a wavelength of 2 micron is frequency locked to the nearest tooth of the comb. In both cases, an absolute frequency scale is produced underneath any absorption spectrum. Line intensity factors and line widths have been determined with unprecedented accuracy. For carbon dioxide, our measurements give an important experimental test of ab-initio calculations, which have been recently performed at University College London by Jonathan Tennyson and coworkers. [edited by Author] Description: 2015 - 2016 2017-07-14T00:00:00Z http://elea.unisa.it/xmlui/handle/10556/2682 Title: Metodologie didattiche per l'insegnamento-apprendimento della Fisica: studi di caso nella Scuola Secondaria di II grado Authors: Capone, Roberto Abstract: The present work focuses on case studies conducted from 2014 to 2016 in Secondary Schools in Campania where new teaching methodologies for teaching - Physical Learning have been experimented. Of these methodologies, merits and limits are highlighted and each case, as an example of good practice, shows the possible replication in other contexts. Work is to be a didactic epistemological attempt to address learning-learning issues also in relation to teacher training needs. Case studies cover some salient themes of physics, from mechanics to modern physics but also replicable in other contexts and in relation to other topics. The following methodologies have experimented: situated learning, flipped learning, Inquiry-Based Science Education (IBSE), Digital Storytelling, Educational Robotics, Action Research, Scrum methodology. The experiments were presented at national and international conferences (AIF Perugia 2014, AIF Trento 2015, AIF Assergi 2016, SIF Roma 2015, SIF Padova 2016, GIREP Wroclaw 2015, DIFIMA Torino 2015, HPM Montpellier 2016, WCPE San Paolo 2016) Have been published in international journals or conference proceedings, others are being published. In addition, some experimental activities have been welcomed at the City of Science as an example of good teaching practice at the "Three Days for School" (2015) and the Picnics of Science (2016). An activity was presented at the International Forum SkySEF 2015 in Shimizu, Japan, receiving appreciation from the jury of experienced teachers at Shizuoka University. Finally, training courses were held in the Campania area for teachers on skills education, in the three areas of knowledge, Pedagogical Knowledge, Subject Matter Content Knowledge and Knowledge Curricular Knowledge, which includes programs, materials, and teaching tools, software (Shulman). The didactic activities carried out during these three years have been shown to teach teachers how to implement effective classroom action in the classroom, how to make an intervention product, how to form an authentic test. Of these training actions, the reports have been collected and included in this work. The research methodology implemented falls within the framework of Educational Reconstruction (Kattmann et al, 1995), which allows studying the teaching phenomena by designing and realizing learning environments, artifacts, teaching/learning sequences that the researcher experiences, evaluates, re-elaborates and develops in authentic educational contexts. The study is contextualized in the theoretical/epistemological framework of Enactivism and, in particular, the cognitive theory that is being considered is the development of knowledge through model building. [edited by Author]; Il presente lavoro è incentrato su studi di caso condotti, dal 2014 al 2016, in Istituti Secondari di II grado del territorio campano in cui si sono state sperimentate nuove metodologie didattiche per l’insegnamento – apprendimento della Fisica. Di tali metodologie si evidenziano meriti e limiti e di ciascun caso, come esempio di buona pratica, viene mostrata la possibile replicabilità in altri contesti. Il lavoro vuole essere un tentativo didattico-epistemologico di affrontare problematiche di insegnamento-apprendimento anche in relazione ai bisogni formativi dei docenti. Gli studi di caso riguardano alcuni temi salienti della fisica, dalla meccanica alla fisica moderna ma replicabili anche in altri contesti e in relazione ad altri argomenti. Sono state sperimentate le seguenti metodologie: l’apprendimento situato (situated learning), il metodo della classe capovolta (flipped teaching), l’Inquiry Based Science Education (IBSE), il Digital Storytelling, la Robotica educativa, la Ricerca – Azione (Action Research), la metodologia Scrum. Le sperimentazioni sono state presentate in convegni nazionali e internazionali (AIF Perugia 2014, AIF Trento 2015, AIF Assergi 2016, SIF Roma 2015, SIF Padova 2016, GIREP Wroclaw 2015, DIFIMA Torino 2015, HPM Montpellier 2016, WCPE San Paolo 2016): alcune sono state oggetto di pubblicazione su riviste internazionali o su atti di convegno, altre sono in fase di pubblicazione. Inoltre, alcune attività sperimentali sono state accolte a Città della Scienza come esempio di buone pratiche didattiche, in occasione dei “Tre giorni per la scuola” (2015), e del “Pic nic della scienza” (2016). Una attività è stata presentata al Forum Internazionale SkySEF 2015 a Shimizu in Giappone ricevendo apprezzamenti dalla giuria di docenti esperti dell’Università di Shizuoka. Infine, sono stati condotti, sempre sul territorio campano, corsi di formazione rivolti ai docenti sulla didattica per competenze, nei tre ambiti di conoscenza, la Conoscenza Pedagogica (Pedagogical Knowledge), la Conoscenza di Contenuti disciplinari (Subject Matter Content Knewledge) e la Conoscenza Curricolare (Curricular Knowledge), che comprende programmi, materiali e strumenti didattici, software (Shulman). Sono state mostrate le attività didattiche svolte in questi tre anni per dare spunto ai docenti su come implementare in classe una efficace azione didattica per competenza, come realizzare un prodotto di intervento, come strutturare una prova autentica. Di queste azioni di formazione sono stati raccolti i report e inseriti in questo lavoro. La metodologia di ricerca attuata rientra nel quadro della Educational Reconstruction (Kattmann et al, 1995), che permette di studiare i fenomeni didattici progettando e realizzando ambienti di apprendimento, artefatti, sequenze di insegnamento/apprendimento che il ricercatore sperimenta, valuta, rielabora e sviluppa in contesti educativi autentici. Lo studio si contestualizza nel quadro teorico/epistemologico dell’Enattivismo e, in particolare, la teoria cognitiva che viene presa in esame è quella dello sviluppo della conoscenza attraverso la costruzione di modelli. [a cura dell'Autore] Description: 2015 - 2016 2017-05-15T00:00:00Z