Responsabile e Ricercatore Principale del :

supra Nano-Optics milano

Di seguito due recenti articoli di rassegna sulla generazione di armoniche ottiche in nanostrutture e metasuperfici

ACS Photonics - Just accepted (2022)
(cliccare sulla copertina per accedere al contenuto)

Journal of Applied Physics 127, 230901 (2020)
(cliccare sulla copertina per accedere al contenuto)

Qui invece una intervista sul tema della generazione di armoniche in nanoantenne

L'attività scientifica del laboratorio sNOm di cui sono il responsabile si focalizza sullo sviluppo di piattaforme per la manipolazione ottica nonlineare della luce su scala nanometrica: le cosiddette nanoantenne e metasuperfici nonlineari. Di seguito i nostri più recenti studi, suddivisi principalmente in 2 filoni tematici:

NANOANTENNE NONLINEARI DIELETTRICHE:

• Luca Carletti, Giuseppe Marino, Lavinia Ghirardini, Valerio F Gili, Davide Rocco, Ivan Favero, Andrea Locatelli, Anatoly V Zayats, Michele Celebrano, Marco Finazzi, Giuseppe Leo, Costantino De Angelis, Dragomir N Neshev, "Nonlinear goniometry by second-harmonic generation in algaas nanoantennas" ACS Photonics 5, 4386-4392 (2018).

• Lavinia Ghirardini, Giuseppe Marino, Valerio F Gili, Ivan Favero, Davide Rocco, Luca Carletti, Andrea Locatelli, Costantino De Angelis, Marco Finazzi, Michele Celebrano, Dragomir N Neshev, Giuseppe Leo "Shaping the nonlinear emission pattern of a dielectric nanoantenna by integrated holographic gratings" Nano Letters 18, 6750-6755 (2018).

• Valerio F Gili, Lavinia Ghirardini, Davide Rocco, Giuseppe Marino, Ivan Favero, Iännis Roland, Giovanni Pellegrini, Lamberto Duò, Marco Finazzi, Luca Carletti, Andrea Locatelli, Aristide Lemaître, Dragomir Neshev, Costantino De Angelis, Giuseppe Leo, Michele Celebrano "Metal–dielectric hybrid nanoantennas for efficient frequency conversion at the anapole mode" Beilstein J. Nanotechnol. 9, 2306–2314 (2018).

• Davide Rocco, Valerio F Gili, Lavinia Ghirardini, Luca Carletti, Ivan Favero, Andrea Locatelli, Giuseppe Marino, Dragomir N Neshev, Michele Celebrano, Marco Finazzi, Giuseppe Leo, Costantino De Angelis "Tuning the second-harmonic generation in AlGaAs nanodimers via non-radiative state optimization" Photonics Research 6, B6-B12 (2018).

• V. F. Gili, L. Carletti, F. Chouchane, G. Wang, C. Ricolleau, D. Rocco, A. Lemaître, I. Favero, L. Ghirardini, M. Finazzi, M. Celebrano, C. De Angelis, And G. Leo, “Role of the substrate in monolithic AlGaAs nonlinear nanoantennas Nanophotonics” NANOPHOTONICS 7, 517-521 (2017) https://doi.org/10.1515/nanoph-2017-0026

• L. Ghirardini, L. Carletti, V. Gili, G. Pellegrini, L. Duò, M. Finazzi, D. Rocco, A. Locatelli, C. De Angelis, I. Favero, M. Ravaro, G. Leo, A. Lemaître, and M. Celebrano “Polarization properties of second-harmonic generation in AlGaAs optical nanoantennas” OPTICS LETTERS 42, 559-562 (2017)

• L. Carletti, D. Rocco, A. Locatelli, C. De Angelis, V. F. Gili, M. Ravaro, I. Favero, G. Leo, M. Finazzi, L. Ghirardini, M. Celebrano, G. Marino, A. V. Zayats, “Controlling second-harmonic generation at the nanoscale with monolithic AlGaAs-on-AlOx antennas” NANOTECHNOLOGY 28, 114005 (2017) Invited Paper

• V. F. Gili, L. Carletti, A. Locatelli, D. Rocco, M. Finazzi, L. Ghirardini, I. Favero, C. Gomez, A. Lemaître, M. Celebrano, C. De Angelis, and G. Leo "Monolithic AlGaAs second-harmonic nanoantennas" è uscito su Optics Express 24, 15965 (2016).

NANOANTENNE NONLINEARI PLASMONICHE:

• M. Celebrano, A. Locatelli, L. Ghirardini, G. Pellegrini, P. Biagioni, X. Wu, S. Grossmann, L. Carletti, C. De Angelis, L. Duò, B. Hecht, M. Finazzi “Evidence for cascaded third harmonic generation in non-centrosymmetric gold nanoantennas” NANO LETTERS 19, 7013-7020 (2019)

• Lavinia Ghirardini, Anne-Laure Baudrion, Marco Monticelli, Daniela Petti, Paolo Biagioni, Lamberto Duò, Giovanni Pellegrini, Pierre-Michel Adam, Marco Finazzi, Michele Celebrano, "Plasmon-enhanced second harmonic sensing", J. Phys. Chem. C 122, 11475-11481 (2018).

• M. Baselli, A.-L. Baudrion, L. Ghirardini, G. Pellegrini, E. Sakat, L. Carletti, A. Locatelli, C. De Angelis, P. Biagioni, L. Duò, M. Finazzi, P.-M. Adam, and M. Celebrano “Plasmon-Enhanced Second Harmonic Generation: from Individual Antennas to Extended Arrays” PLASMONICS 12, 1595-1600 (2017).

• L. Ghirardini, M. Malerba, M. Bollani, P. Biagioni, L. Duò, M. Finazzi, F. De Angelis, and M. Celebrano “Nonlinear emission from silver-coated 3D hollow nanopillars” NANOSPECTROSCOPY 2, 15-23 (2016).

• G. Pellegrini, M. Celebrano, M. Finazzi, and P. Biagioni “Local Field Enhancement: Comparing Self-Similar and Dimer Nanoantennas” JOURNAL OF PHYSICAL CHEMISTRY C 120, 26021–26024 (2016).

...e c'é anche un po' di twist:

• G. Pellegrini, M. Finazzi, M. Celebrano, L. Duò, M. A. Iati?, O. M. Marago, P. Biagioni "Superchiral surface waves for all-optical enantiomer separation" The Journal of Physical Chemistry C 123, 28336-28342 (2019).

• C. Zucchetti, F. Bottegoni, C. Vergnaud, F. Ciccacci, G. Isella, L. Ghirardini, M. Celebrano, F. Rortais, A. Ferrari, A. Marty, M. Finazzi, and M. Jamet, “Imaging Spin diffusion in Germanium at room temperature” PHYSICAL REVIEW B 96, 014403 (2017).

• G. Pellegrini, M. Finazzi, M. Celebrano, L. Duò, and P. Biagioni “Chiral Surface Waves for Enhanced Circular Dichroism” PHYSICAL REVIEW B 95, 241402 (2017).

... e altri esperimenti recenti e meno...

• M. Celebrano, L. Ghirardini, M. Finazzi, Y. Shimizu, Y. Tu, K. Inoue, Y. Nagai, T. Shinada, Y. Chiba, A. Abdelghafar, M. Yano, T. Tanii, and E. Prati, “1.54 μm photoluminescence from Er:Ox centers at extremely low concentration in silicon at 300 K” OPTICS LETTERS 42, 3311-3314 (2017).

• V. Giliberti, E. Sakat, M. Bollani, M. V. Altoe, M. Melli, A. Weber-Bargioni, L. Baldassarre, M. Celebrano, J. Frigerio, G. Isella, S. Cabrini and M. Ortolani “Functionalization of scanning probe tips with epitaxial semiconductor layers” SMALL METHODS 1600033 (2017).

• 4 Luglio 2016 - L. Ghirardini et al. "The role of segregation in the polarized emission from polyfluorene embedded in a liquid crystal", ha ottenuto la copertina su Journal of Polymer Science Part B: Polymer Physics.

• Clicca per ascolatare la mia intervista rilasciata al sito Nanotechweb a proposito di plasmonica nonlineare
  (qui trovate il link con approfondimenti ed interviste al Science Camp 2015 riguardanti fotonica di sistemi complessi)

• 17 Agosto 2015 - C. Myers, M. Celebrano, & M. Krishnan "Information storage and retrieval in a single levitating colloidal particle", Advanced Online Pubblication Nature Nanotechnology.

  • Nanowrek
  • Nature Highligths
  • Chemistry World
  • Phys.org
    

• 15 Maggio 2015 - S. Bolis, M. Celebrano et al. "Optical gain from polyfluorene keto defects in a liquid crystal mixture", advanced online pubblication in Chemical Communications.

• 1 Maggio 2014 - M. Celebrano el al. "Mode-matching in multiresonant plasmonic nanoantennas for enhanced second harmonic generation" appena pubblicato sul numero di maggio di Nature Nanotechnology (Vol. 10 pag. 412–417). Per approfondimenti:

  • News CNR
  • News Politecnico
  • Corriere Dela Sera
  • TGCom24
  • Il Sussidiario

• 5 Dicembre 2014 - M. Finazzi. et al. "Universal Quasi-Static Limit for Plasmon-Enhanced Optical Chirality" posted on arXiv: http://arxiv.org/abs/1412.2021.

• 25 Novembre 2014 - M. Celebrano el al. "Emission engineering in germanium nanoresonators" just accepted for publication in ACS Photonics.

• 22 Giugno 2014 - F. Bottegoni, M. Celebrano, M. Bollani, P. Biagioni, G. Isella, F. Ciccacci, and M. Finazzi "Spin voltage generation through optical excitation of complementary spin populations" by just published on Nature Materials. In:

  • ANSA
  • NOVA Sole24Ore

CARRIERA SCIENTIFICA

(cliccando sui link è possibile accedere agli articoli scientifici relativi)

Laurea in Ingegneria Elettronica: Indirizzo Optoelettronica

Titolo di Laurea conseguito al:

Titolo della tesi: “Sviluppo di un microscopio a campo vicino con illuminazione a impulsi ultrabrevi” (in lingua italiana). Relatore: Prof. G. Cerullo.

Dottorato di Ricerca in Fisica

Presso il Dipartimento di Fisica (IFN) – Politecnico di Milano.

Titolo della tesi: “Near- and far-field imaging and spectroscopy of single nanoparticles” (in lingua inglese). Coordinatore: Prof. S. De Silvestri, Tutor: Prof. G. Cerullo.

La attività di dottorato é stata svolta presso il gruppo del Professor Sandro De Silvestri che incentra la sua ricerca sullo sviluppo di sorgenti laser ad impulsi ultrabrevi e loro applicazioni. In particolare, si é incentrata sullo sviluppo di uno microscopio a scansione in campo prossimo (SNOM) accoppiato ad impulsi ultrabrevi. Il microscopio é stato utilizzato successivamente per mappare con altissima risoluzione spaziale la risposta ottica non lineare (seconda armonica) in nanostrutture metalliche generata dal forte confinamento di campo elettromagnetico. La geometria e il materiale di tali nanoparticelle le rende infatti antenne ideali per raccogliere ed irradiare la luce visibile. La caratterizzazione della risposta ottica lineare complessa di tali antenne è stata ricavata sperimentalmente combinando microscopia a campo vicino con microscopia a campo lontano. Come progetto a latere, è stato sviluppato un microscopio confocale con il quale visualizzare otticamente le distribuzioni di campo in dispositivi organici durante il funzionameto e con il quale si sono approfonditi gli studi sull’interazione non lineare della luce visibile con nanostrutture metalliche su scala spaziale allargata.

Attivitá di ricerca all’estero durante il Dottorato

Presso I Laboratori di Fisica Chimica all’ ETH di Zurigo, Zurigo (Svizzera)

Marzo-Ottobre 2007. Supervisore: Prof. V. Sandoghdar

Durante il terzo anno di Dottorato parte della attivitá scientifica è stata svolta nel gruppo di Nano-Ottica dell'ETH di Zurigo nel campo della microscopia confocale applicata alla spettroscopia di nanoparticelle metalliche (nanoantenne per la luce visibile).

Attività di Post-Doc all'ETH

Presso i Laboratori di Fisica Chimica all’ETH di Zurigo, Zurigo (Svizzera).

Luglio 2008-Aprile 2011. Supervisore: Prof. V. Sandoghdar

L'attivitá scientifica di Post-dottorato è stata svolta all’interno del gruppo di Nano-ottica sotto la guida del Prof. Vahid Sandoghdar all'ETH di Zurigo dal Luglio 2008 fino al Marzo 2011. Scopo principale della attivitá di ricerca é stato lo studio di metodi alternativi alla fluorescenza per la identificazione e la spettroscopia di singoli emettitori. In particolare, è stato possibile visualizzare singoli nano-emettitori cristallini (quantum dots) basandosi sulla estinzione della luce prodotta dal nano-oggetto. In questo modo si sono potute ottenere informazioni sulla fotofisica di tali emettitori fino ad ora inaccessibili. Migliorando ulteriormente la tecnica di microscopia in assorbimento è stato possibile visualizzare una singola molecola a temperatura ambiente senza l'utilizzo del canale di fluorescenza. In un progetto a latere, singoli fotoni emessi da una molecola in stato criogenico (a banda ultra-stretta) sono stati accoppiati ad un singolo dipolo ricevitore (nanoparticella metallica) con una efficienza maggiore del 50%.

Attività come Ricercatore presso il Politecnico di Milano

Presso i Laboratori di Fisica del Politecnico di Milano, Milano (Italia)

Surfaces Group Leader: Prof. Franco Ciccacci

Laboratorio PlaNOS: Prof. Marco Finazzi, Prof. Michele Celebrano

Sono attualmente professore associato presso il Politecnico e svolgo la mia attività scientifica nel laboratorio PlaNOS del Gruppo di Superfici al INTERNALDipartimento di Fisica del Politecnico. In particolare si occupa dello studio di proprietà lineari e non lineari di nanostrutture plasmoniche per applicazioni al sensing di specie biologiche nel contesto dell'high throughput screening. Conduce anche studi sulle proprietà ottiche prodotte dalla conformazione strutturale, come ad esempio la risposta chiro-ottica, in polimeri organici su scala nano- e micrometrica. La possibilità di capire e manipolare tali risposte su scala spaziale ridotta potrebbe aprire interessanti prospettive nel campo della opto-elettronica basata su dispositivi organici.

Informazioni dettagliate sulla attività scientifico-didattica e un elenco esaustivo delle principali publicazioni le potete trovare sul mio CV (in Inglese).