Infrastrutture

Il Dipartimento dispone di tre camere bianche (Classe 100) che consentono la realizzazione di processi in ambiente controllato.

CR1: Le attività svolte nella prima clean room (CR1) riguardano principalmente la produzione di polveri nanostrutturate via sintesi chimica (sol-gel, idrotermale) e il loro impiego quali materiali funzionali per la realizzazione di film sensibili. Sono infatti presenti due cappe chimiche e quattro armadi aspirati per lo stoccaggio di reagenti. Le polveri di semiconduttori sintetizzate e trattate termicamente (muffola Lenton ECF 12/6), vengono utilizzate per la preparazione di paste serigrafiche depositate come film spessi su opportuni substrati (screen printer (Aurel C920, Scent Srl), successivamente sottoposti al packaging nel Laboratorio Sensori per la finalizzazione del sensore di gas chemoresistivo.

Referenti: Prof. Cesare Malagù - Dott.ssa Barbara Fabbri

CR2: Nella CR2 si effettuano caratterizzazioni ad alta precisione di cristalli utilizzati in esperimenti di fisica delle particelle, in acceleratori di particelle come LHC per deflettere fasci e in sincrotroni e X-FEL come ottiche innovative. Due diffrattometri ad alta risoluzione consentono di investigare la qualità cristallografica e la curvatura dei cristalli. Inoltre, un interferometro a infrarossi permette di misurare lo spessore dei campioni con una risoluzione micrometrica.Un forno ad alto vuoto consente test termici sui campioni in un ambiente controllato. Recentemente, è stato introdotto un braccio robotico per l'assemblaggio di campioni e sistemi che richiedono maggiore delicatezza e precisione e soluzioni inedite.

Referenti: Dott. Andrea Mazzolari - Dott. Marco Romagnoni

CR3: Cappe inviano un flusso d'aria ulteriormente filtrato garantendo un ulteriore livello di pulizia durante le fasi più delicate di etching e litografia dei semiconduttori. Una vasca a megasuoni consente rimozione delle più piccole particelle dai substrati prima delle lavorazioni successive.  Vengono inoltre svolte attività di deposizione chimica da vapore assistita da plasma. È possibile realizzare film di Germanio, utilizzati come strato attivo per applicazioni aerospaziali. Questi film possono essere utilizzati nel termovoltaico, ovvero la conversione della radiazione infrarossa emessa da corpi riscaldati all’incandescenza. 

Referenti: Prof. Donato Vincenzi - Dott. Andrea Mazzolari

Blocco G, piano terra.

Il laboratorio di “Calcolo ad Alte Prestazioni” o “High Performance Computing” (HPC) si occupa di progettare, implementare, ottimizzare e valutare, algoritmi di simulazione numerica nel campo della fisica computazionale, teorica e sperimentale, per sistemi di calcolo altamente paralleli detti anche sistemi HPC. Inoltre, svolge attività di ricerca nei seguenti ambiti: modelli di programmazione parallela e distribuita; modellizzazione e misura delle prestazioni di sistemi HPC; utilizzo di acceleratori quali GPU e FPGA per aumentare le performance di applicazioni scientifiche e di deep learning. Il laboratorio HPC include il cluster di calcolo COKA, un sistema basato su nodi eterogenei composti da CPU multicore e da GPUs interconnessi mediante una rete ad alta velocità. La versione attuale del sistema ha una potenza di picco di circa 100 TFLOPs e comprende quattro nodi di calcolo, ciascuno equipaggiato con 2 CPU Intel Xeon a 8 core e 8 schede basate su acceleratori dual-GPU K80 NVIDIA, e 512 GB di RAM, interconnessi mediante una rete Infiniband.

Referenti: Dott. Enrico Calore - Prof. Fabio Sebastiano Schifano

Il LARIX è un laboratorio multidisciplinare adatto ad applicazioni di data engineering, diagnostica X, calibrazione di rivelatori e cristallografia.Tre gruppi di ricerca principali lavorano nella facility: il gruppo di Fisica Medica, il gruppo di Archeometria ed il gruppo di Astrofisica delle Alte Energie (AAE).Il laboratorio LARIX è supportato dall'Università di Ferrara, dall'Istituto Nazionale di Fisica Nucleare (INFN) ed Agenzia Spaziale Italiana (ASI) ed è costituito da tre sezioni: LARIX-A, LARIX-T e LARIX-B.
Due beamline sono impiegate per le attività di AAE: una è installata al LARIX-A ed è dotata di monocromatore ad uscita fissa Bragg-Bragg, mentre la seconda è installata dentro al tunnel di 100 m del LARIX-T e può fornire un fascio di raggi gamma policromatico a bassa divergenza. Queste facility sono impiegate per il test di rivelatori per raggi X duri, per effettuare calibrazioni a terra di strumenti per astronomia X e per testare campioni che deflettono radiazione di alta energia.
Presso il LARIX-A sono attive altre tre linee di fascio per applicazioni di imaging e caratterizzazione con raggi X di campioni di interesse biomedicale, per le scienze naturali o beni culturali. Una linea per microtomografia ad alta risoluzione, una per la produzione di radiazione X quasi-monocromatica con energia regolabile tra 10 e 35 keV e una per imaging planare multi-scopo, utilizzata anche per attività didattiche. Presso il LARIX-B è installato uno scanner (anche trasportabile in-situ) per radiografia ad alta risoluzione di opere d’arte di grande dimensione.

Contatti
Prof. Piero Rosati - Astrofisica
Prof. Angelo Taibi - Fisica Medica e Archeometria

L’officina meccanica è composta da 6 differenti reparti: lavorazioni meccaniche di precisione, carpenterie e trattamenti termici, lavorazione lamiere, controlli qualità, additive manufacturing, programmazione CNC, e infine un magazzino metalli e minuteria.

Reparto lavorazioni meccaniche di precisione: fresatrice CNC a 5 assi – CB Ferrari A15, fresatrice CNC a 4 assi – Bridgeport 700X, fresatrice CNC a 3 assi – Deckel,tornio CNC – Gildemeister, tornio paralleloElettroerosione a filo – AGE, trapani a colonna, trapano radiale - Bergonzi, trapano fresa, lapidello con base magnetica, sega a nasto verticale (Opus) e orizzontale (Pedrazzoli), mole per affilatura e lucidatura, affilatore per punte elicoidali e utensili hss, carteggiatrice/smussatrice per sbavatura.

Reparto  carpenteria e trattamenti termici: sistema di saldatura TIG manuale ed automatico, saldatura ad arco, brasatura, saldatrice a punti unitek 250 DP, taglio Plasma, saldatrice a filo continuo 220v, forno per trattamento termico in atmosfera protettiva, pressa idraulica, sabbiatrice.

Reparto lavorazione lamiere: waterjet, zquadratrice a sega circolare, piegatrice manuale.

Reparto controlli qualità: centro di misura 3D a controllo numerico Poli Sky VI

Reparto di additive manufacturing: stampante 3D FDM STRATASYS, vasca di pulizia ad ultrasuoni, sistema di imballaggio sottovuoto.

Blocco G, piano terra.

Referente: Ing. Alessandro Saputi

L’officina elettronica fornisce attività di progettazione, prototipazione, sviluppo ed installazione di componenti, schede elettroniche e sistemi di acquisizione dati, a supporto di esperimenti e progetti di ricerca in cui sono coinvolti il Dipartimento di Fisica e Scienze della Terra dell’Università di Ferrara e la Sezione INFN di Ferrara che si svolgono strutture internazionali quali il CERN, il J-Lab, IHEP, la Stanford Underground Research Facility.

L’attività di progettazione, prototipazione e collaudo sono svolte dal servizio mediante l’utilizzo della strumentazione in dotazione:

• PC e workstations per l’esecuzione di CAD dedicato all’elaborazione degli schemi elettrici, del layout delle schede elettroniche, alle relative simulazioni per analisi di integrità di segnale e di alimentazione e allo sviluppo di sistemi digitali basati su FPGA (Field Programmable Gate Array)
• microfresatrice LPKF ProtoMat S103 per lo sviluppo rapido di prototipi su circuito stampato
• forno per montaggio SMD di piccole serie in tecnologia Vapor Phase ITRONIK MINILAB
• camera climatica WeissTechnik LabEvent L C/64/40/3
• TPT HB16 semi-automatic thermosonic wire bonder for (Al) wedge – (Au) ball & bump bonding
• generatori di segnali ad alte prestazioni:
  • Arbitrary Waveform Generator Keysight M8190A: dual channel 12bit, 12GS/s
  • Active Technologies PG1072 – HW rev. B, 70ps rise-time
• oscilloscopi con risoluzione HW fino a 12bit e bande analogiche fino a 12GHz
• analizzatore di impedenza in tecnologia TDR/TDT LeCroy 40GHz Wavepulser-40IX-BUNDLE

Blocco C, stanza C112

Referente: Ing. Angelo Cotta Ramusino

Net4Fer (Seismic Network for Ferrara) rappresenta un’importante infrastruttura del nostro Dipartimento a servizio del territorio e in particolare della città di Ferrara. La rete è costituita da 15 stazioni strategicamente distribuite in un raggio di 12 km dal campo geotermico di Casaglia, 5 appartenenti alla vecchia rete, 7 di nuova realizzazione e 3 in via di completamento. Le prime sono munite di sismometri monocomponente in pozzo (tranne in una stazione dove è a tre componenti) a profondità comprese tra 12 e 57 m; le 10 più recenti sono invece tutte equipaggiate con strumenti a tre componenti (sismometro da 1 Hz in pozzo a 150 m e un accelerometro posizionato a 2 m). Nella stazione centrale, il sismometro è un broadband da 30 secondi. Due siti, inoltre, sono attrezzati anche con ricevitori satellitari a formare stazioni GNSS per il monitoraggio delle deformazioni al suolo, mentre in corrispondenza del pozzo di reiniezione del fluido geotermico, un manometro digitale misura in continuo la pressione di poro. I dati di tutti i sensori confluiscono in tempo reale ai server della Sala Sismica, dove vengono analizzati in automatico, permettendo così di effettuare il monitoraggio sismico in continuo per segnalare eventuali anomalie.

Blocco B, stanza B210

Referente: Dott. Fabio Brighetti