Il gruppo svolge attività di ricerca per lo sviluppo e l'applicazione di rivelatori a semiconduttore per radiazioni ionizzanti e particelle, insieme alla loro elettronica dedicata. L'attenzione si concentra sia sullo studio e la progettazione di nuove tipologie di rivelatore che sulla configurazione, la caratterizzazione, e l'applicazione di rivelatori in diversi settori della scienza e della tecnologia. Il gruppo segue l'intero percorso di sviluppo dal rivelatore, all’ elettronica di front-end e back-end richiesta, alla prototipazione di sistemi da utilizzare in progetti di ricerca o nelle applicazioni user-oriented. Il gruppo è parte attiva negli esperimenti interdisciplinari in Fisica Nucleare, Scienza dei Materiali, Ingegneria Biomedica e nelle Nanotecnologie.

Sviluppo di dispositivi di imaging a raggi gamma ad alta risoluzione per la medicina nucleare
Rilevatori di raggi gamma ad alta risoluzione spaziale sono stati sviluppati per applicazioni in medicina nucleare, astronomia gamma, fisica nucleare. I rivelatori sono basati sulla lettura di scintillatori con Silicon Drift Detector (SDD). Vantaggi: migliore risoluzione (<1mm) rispetto ai tubi fotomoltiplicatori tradizionali, insensibilità ai campi magnetici, compattezza, bassa tensione di polarizzazione. Nell'ambito del progetto UE HICAM, un camera gamma basata su SDD è stata sviluppata e validata in studi clinici.

Progetto e completa caratterizzazione di un innovativo strumento per immagini X in fluorescenza e diffrazione, basato su ottiche policapillari e su un sensore di immagini sensibile all'energia
Si è sviluppato, ed applicato con successo, un innovativo strumento per immagini X in fluorescenza e diffrazione, le cui caratteristiche peculiari sono l'uso di ottica policapillare invece di collimatori meccanici per la selezione angolare, che consente un aumento dell'efficienza, l'"illuminazione" del campione con un tubo a raggi X e la rivelazione della radiazione emessa e diffusa mediante un sensore di immagini sensibile all'energia, appositamente sviluppato, che evita l'impiego della luce di sincrotrone.

Raggiungimento della massima velocita' di deriva degli elettroni in rivelatori a deriva in silicio multilineari (MLSDD) e loro applicazione in un prototipo di rivelatore di scatter per imaging Compton in applicazioni astronomiche
Abbiamo progettato e caratterizzato completamente prototipi di rivelatori MLSDD in grado di funzionare ad elevatissime velocita' di deriva (1.02cm/µs alla temperatura di 304 K e ad un campo di derivadi 842.5V/cm su un alunghezza di deriva di 11mm). Si tratta della piu' elevata velocita' di deriva mai misurata in rivelatori a deriva in silicio. Si e' sviluppato con successo un prototipo di rivelatore di scatter per imaging Compton in applicazioni spaziali, in grado di effettuare il tracking degli elettroni in un singolo strato di rivelazione.

I primi rivelatori di raggi X ad alta risoluzione basati su carburo di silicio (SiC) sono stati realizzati nell'ambito di una collaborazione che coinvolge il Politecnico di Milano, le Università di Bologna, Firenze, Modena, Torino e la società Selex Integrated System. Sono state sviluppate tecnologie per giunzioni Schottky e Ohmiche che hanno permesso di ottenere densità di corrente di buio pari a 1 pA/cm2 a +27°C, più di due ordini di grandezza inferiore rispetto a qualsiasi altro rivelatore a semiconduttore. Questo ha permesso di realizzare rivelatori pixel in SiC con potenzialità di rumore sub-elettronico a temperatura ambiente senza necessità di sistemi di raffreddamento, e l’acquisizione di spettri X ad alta risoluzione con i rivelatori alla temperatura di +100°C.

Sviluppo di strumentazione digitale per il filtraggio adattivo nelle misurazioni esigenti
Sfruttando le crescenti prestazioni dei moderni convertitori analogico-digitali e la velocità di elaborazione dei processori FPGA e DSP, i sistemi digitali per spettroscopia si sono arricchiti di nuove fondamentali potenzialità: algoritmi ai minimi quadrati pesati lineari e non lineari per misure ad altissima risoluzione di energia e tempo di occorrenza di eventi; filtraggio adattivo a livello di singolo impulso. La potenza dell’elaborazione digitale ha permesso lo sviluppo di innovativi strumenti per la ricerca fisica e biomedica.