Comprendere i metalli kagome per progettare l’elettronica del futuro
La ricerca del Dipartimento di Fisica e Astronomia “Augusto Righi", guidata dal professor Di Sante, studierà materiali quantistici innovativi per aprire la strada a nuove applicazioni nell’elettronica e nelle tecnologie avanzate, esplorando una delle frontiere più stimolanti della fisica della materia condensata
I metalli kagome e le line-graph lattices sono materiali quantistici attualmente al centro dell’attenzione internazionale per le loro proprietà emergenti: superconduttività non convenzionale, magnetismo esotico, fenomeni topologici. Comprendere i meccanismi fisici che li governano rappresenta una sfida fondamentale per lo sviluppo di nuove applicazioni nell’elettronica quantistica e nelle tecnologie alla base dei dispositivi di nuova generazione.
Il progetto Frontiers of kagome metals and line-graph lattices - coordinato da Domenico Di Sante, professore di Fisica teorica della materia, modelli, metodi matematici e applicazioni al DIFA - Dipartimento di Fisica e Astronomia “Augusto Righi" dell’Alma Mater - mira a indagare il comportamento elettronico di questi materiali, individuare nuovi sistemi promettenti e chiarire i meccanismi microscopici alla base di fasi quantistiche complesse.
“I metalli kagome rappresentano oggi una delle frontiere più stimolanti della fisica della materia condensata - spiega il professor Di Sante - Il nostro obiettivo è costruire una comprensione teorica solida e predittiva di questi sistemi, capace non solo di interpretare i risultati sperimentali esistenti, ma anche di guidare la scoperta di nuovi materiali con proprietà quantistiche progettate a priori”.
Per raggiungere questi risultati, il progetto utilizzerà un approccio teorico-computazionale avanzato che combina calcoli a principi primi, metodi di molti corpi, high-throughput screening e machine learning, offrendo indicazioni concrete per lo sviluppo di tecnologie quantistiche innovative.
Frontiers of kagome metals and line-graph lattices prenderà ufficialmente avvio a settembre 2026, insieme allo studio High-Throughput Exploration of Rising Materials for photoElectrochemical Solar Fuels Production, coordinato dal professor Raffaello Mazzaro. I due progetti hanno ottenuto un finanziamento complessivo superiore ai 3 milioni di euro nell’ambito del bando FIS 2 (Fondo Italiano per la Scienza). Costituiscono un esempio emblematico della forte integrazione tra approccio teorico-computazionale e sperimentale che caratterizza la ricerca in Fisica della Materia all’Alma Mater, coprendo l’intero percorso dalla comprensione dei fenomeni quantistici alla progettazione e caratterizzazione di nuovi materiali.