Deep Learning-based attack detection in RISC-V microprocessorsPersona da contattare:
LUCA CASSANOEmail:
luca.cassano@polimi.it Corso di studio in Ingegneria Elettronica, Corso di Studio in Ingegneria Informatica
Pagina Web:
https://cassano.faculty.polimi.it/Descrizione
Descrizione:
Modern microprocessors have advanced features like cache hierarchies, acceleration units, out-of-order and speculative execution: on the one hand, all these features dramatically increase systems performance but, on the other hand, they expose the system to a new menace: the so-called Microarchitectural Side-Channel Attacks (MSCAs), such as Spectre and Meltdown. Protecting a system from these attacks is extremely challenging, and this becomes even harder in the embedded scenario, where Operating System support and multiple cores may be unavailable.
This thesis aims at exploring the feasibility of adopting hardware performance counters (HPCs) monitoring and deep learning (DL)-based anomaly detection (for example Recurrent Neural Networks) to identify the execution of MSCAs in embedded microprocessors. The basic idea is to add a Security Checking module between the microprocessor and the main memory to observe the fetching activity and the HPCs. The introduced checker shal neither interferes with the nominal activity of the microprocessor nor requires any modification of the microprocessor itself. Existing RISC-V microprocessors could be considered as a target hardware platform.
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Enhancing Space Launcher Safety with Telemetry Anomaly Detection (in collaboration with the European Space Agency)Persona da contattare:
LUCA CASSANOEmail:
luca.cassano@polimi.it Corso di studio in Ingegneria Elettronica, Corso di Studio in Ingegneria Informatica
Altri membri del gruppo di ricerca:
Marco Ottavi (University of Twente, The Netherlands)Pagina Web:
https://cassano.faculty.polimi.itDescrizione
Descrizione:
The Imperative for Anomaly Detection in Space Applications, particularly in launcher systems, is critical. Space missions represent high-stakes endeavors where even minor anomalies can lead to mission failure, causing significant financial losses and scientific setbacks. Furthermore, anomalies within launcher systems pose substantial safety hazards, potentially leading to catastrophic events.
Within the domain of launchers, telemetry data serves as a cornerstone, providing real-time insights into the vehicle's operational status. The Avio telemetry avionics, meticulously designed to capture crucial data, can transmit to ground stations by monitoring the communication bus or acquiring I/O signals. This setup ensures comprehensive data retrieval, addressing both software and hardware elements of aircraft systems.
Anomalies within this data stream can indicate potential issues, ranging from equipment malfunctions to trajectory deviations or unforeseen complications. Timely identifying these anomalies allows for proactive intervention, mitigating the risk of mission failure or catastrophic incidents.
Integrating Artificial Intelligence (AI) into Anomaly Detection presents a promising avenue for overcoming these challenges. AI algorithms can analyze vast quantities of telemetry data in real time, identifying patterns and anomalies that may elude human operators. This capability not only enhances the safety and success rate of space missions but also propels advancements in space exploration technology. This proposal outlines a project to harness AI for telemetry anomaly detection in Space Transportation systems, focusing on both the identification of suitable AI models and the hardware implementation on platforms.
This proposal outlines a two-part project to detect launcher telemetry anomalies using Artificial Intelligence (AI). The first part involves the identification of the most suitable AI model and the consequent design and development of an AI-based engine for anomaly detection. The second part focuses on the hardware implementation of the previously designed AI-based engine on an embedded architecture, e.g., a RISC-V platform.
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Advanced communications for autonomous systems (vehicle-vehicle, drone-vehicle) in emergency situations.Persona da contattare:
FRANCESCO LINSALATAEmail:
francesco.linsalata@polimi.it Corso di studio in Ingegneria dell'Automazione, Corso di Studio in Ingegneria Informatica, Ingegneria delle Telecomunicazioni
Descrizione
Descrizione:
The thesis entails the study and analysis of vehicular communications utilization in emergency scenarios. This research is a component of the RESTART project and is conducted in partnership with an Italian company specializing in the field.
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Design and implementation of a unifying FAIR repository for genomic tracksPersona da contattare:
ANNA BERNASCONIEmail:
anna.bernasconi@polimi.it Corso di Studio in Ingegneria Informatica
Pagina Web:
https://annabernasconi.faculty.polimi.it/theses/Descrizione
Descrizione:
FAIR is an acronym that describes the characteristics of a data resource of being Findable, Accessible, Interoperable, and Reusable. In this thesis, you are going to deal with FAIR genomic annotations, a specific data type that is very useful in genomic research. First, we are going to design a minimal FAIR metadata schema for genomic annotations that builds on the existing FAIRtracks metadata schema, further harmonized with relevant data models such as from the Genomic Conceptual Model.
We will then build 1) an actual infrastructure that adopts the schema, which should support scalable and maintainable data flows for transforming existing metadata sources to support the minimal schema (exploiting the Omnipy Python library) and 2) a standardized API for downstream search and discovery that works independently of a particular implementation of a search service.
This thesis will be run in the context of the FAIRification of Genomic Annotations Working Group of the Research Data Alliance, collaborating with scientists from many institutions.
Resources: https://f1000research.com/articles/10-268, https://doi.org/10.1007/978-3-319-69904-2_26, https://doi.org/10.1109/TCBB.2020.2998954, https://doi.org/10.1093/database/baz132
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Programming and testing real-life 5G networks within the O-RAN architecturePersona da contattare:
EUGENIO MOROEmail:
eugenio.moro@polimi.it Corso di studio in Ingegneria Elettronica, Corso di Studio in Ingegneria Informatica, Ingegneria delle Telecomunicazioni
Altri membri del gruppo di ricerca:
Viola Bernazzoli, Ilario Filippini, Antonio CaponeDescrizione
Descrizione:
Open-RAN (O-RAN) is an architectural overhaul of the traditional Radio Access Network (RAN) that promises to bring flexibility and programmability to 5G and beyond. The work of this thesis proposal focuses on the development of so called xApps and rApps: network microservices of the O-RAN architecture that implement arbitrary network optimization solutions. Master students working on this thesis can expect to modify and write full stack 5G code and test it over real equipment in the private 5G network of Antlab. Prerequisites: basic programming knowledge in C, Python - basic communication network knowledge
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A data-driven approach for storing and analyzing Causal Loop DiagramsPersona da contattare:
ANNA BERNASCONIEmail:
anna.bernasconi@polimi.it Corso di Studio in Ingegneria Informatica
Altri membri del gruppo di ricerca:
Stefano Ceri, Chiara LeonardiPagina Web:
https://annabernasconi.faculty.polimi.it/theses/Descrizione
Descrizione:
Systemic Design aims to grasp the intricate behavior of socio-technical systems; their hidden patterns are unveiled by making use of Causal Loop Diagrams (CLDs), which visually represent systems' behaviors at an abstract level. In these diagrams, nodes represent variables shaping a system's dynamics, while edges highlight causal relationships, emphasizing the interplay between nodes. Loops, as cyclic paths from one variable back to itself, are categorized as either balancing (B) or reinforcing (R), shedding light on the system's inherent dynamics. CLDs find applications across various domains, from urban planning and environmental sustainability to organizational management and public health.
Our step forward in the study of CLDs is the recent design of an innovative metamodel, which serves as the foundation for a systematic approach to understanding CLDs. In your thesis, your task will be to create a dynamic repository that not only houses our metamodel but also enables systematic analysis of any given system. By documenting nodes and edges, extracting loops, and categorizing them, you will exploit data-driven methods for discovering critical aspects of socio-technical systems.
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Designing reliable DL applications against hardware faultsPersona da contattare:
CRISTIANA BOLCHINIEmail:
cristiana.bolchini@polimi.it Corso di Studio in Ingegneria Informatica
Altri membri del gruppo di ricerca:
Antonio Miele, Luca CassanoPagina Web:
https://bolchini.faculty.polimi.it/Descrizione
Descrizione:
Hardware faults are either permanent or transient faults that affect the hardware platform running (Deep Learning as a case study) applications so that the output differs from the expected, fault-free one. The nature of the effects of the faults depend on i) the hardware architecture, ii) the kind of fault, and iii) the running application. The specific nature of DL applications allows to leverage their inherent tolerance to tailor both analysis and hardening solutions.
The goal of this thesis is to develop methods and tools to make the overall system resilient to hardware faults; techniques can work either at software or hardware level, and can take into consideration different hardware platforms.
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GALVANIC CURRENT INTRABODY COMMUNICATION FOR ENHANCED DEVICE CONNECTIVITYPersona da contattare:
MAURIZIO MAGARINIEmail:
maurizio.magarini@polimi.it Corso di studio in Ingegneria dell'Automazione, Ingegneria Biomedica, Ingegneria Elettronica, Corso di Studio in Ingegneria Informatica, Ingegneria delle Telecomunicazioni
Altri membri del gruppo di ricerca:
Ing. Antonio CovielloDescrizione
Descrizione:
La tesi si propone di definire un protocollo di comunicazione ottimale per far comunicare due dispositivi impiantati all'interno del corpo umano in modo sicuro e veloce. Due microcontrollori impiantati dopo aver compresso i dati mediante il metodo "spiking", comunicheranno tra loro tramite l'utilizzo di correnti galvaniche, un approccio innovativo e sicuro che risolve problematiche associate all’invasività dei dispositivi medicali. Oltre alla ricerca sperimentale e test in laboratorio, verranno svolte simulazioni in COMSOL per studiare un modello che descriva il movimento delle correnti all'interno del corpo umano. La durata della tesi sarà di 9-12 mesi, è possibile fare la tesi di coppia, sono previste collaborazioni con altri gruppi di ricerca, aziende e università (Pavia).
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Unveiling Security Vulnerabilities of RISC-V Microprocessors (in collaboration with the European Space Agency)Persona da contattare:
LUCA CASSANOEmail:
luca.cassano@polimi.it Corso di studio in Ingegneria Elettronica, Corso di Studio in Ingegneria Informatica
Pagina Web:
https://cassano.faculty.polimi.it/Descrizione
Descrizione:
RISC-V Microprocessors are becoming more and more popular due to their openess and extendability. On the other hand, no extensive security assessment of such computing platform has been carried out. In particular, we aim at studying whether popular Microarchitectural Side-Channel Attacks (MSCAs) like Spectre, Meltdown and similar attacks, can represent potential threats for RISC-V processors. Indeed, MSCAs have been demonstrated to be very effective against x86 and ARM processors, while few studies have been conducted to evaluate their dangerousness against RISC-V.
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Designing Secure RISC-V Microprocessors (in collaboration with the European Space Agency)Persona da contattare:
LUCA CASSANOEmail:
luca.cassano@polimi.it Corso di studio in Ingegneria Elettronica, Corso di Studio in Ingegneria Informatica
Pagina Web:
https://cassano.faculty.polimi.it/Descrizione
Descrizione:
Modern integrated circuits for are produced following a distributed design-flow where will modules designed in-house are integrated with other modules coming from third party entities, either
in the form of Third-Party IP cores (3PIPs) or in the form of Commercial Off-the-Shelf (COTS) components. Moreover, the final fabrication of the silicon device will rely on outsourced foundries. While ensuring high-performance and reduced cost, such globalized design process exposes the obtained system to several security threats both at design time and at runtime. Integrated circuits (ICs) may be overproduced by the foundry and sold in the black market, defective or dismissed ICs may be delivered as good ones, IP core licenses may be violated, and IP cores may be overused, designs may be maliciously modified to insert stealthy unwanted functionalities in the final product, the so-called Hardware Trojan Horses (HTHs). We envision to integrate Intelligent Security Checkers (ISCs), based on embedded machinelearning and probabilistic data structures, within a SoC where several microprocessors and HW accelerators interact. The goal of such ISCs is to monitor the activity carried out at runtime by the components in the SoC to prevent the activation of HTHs and to limit their dangerousness once they have been activated. The overall goal of this thesis is to enable trusted execution over a system composed of both trusted and untrusted components. As a beneficial additional side-effect, such ISCs would also allow to detect anomalous behaviors due to random faults (e.g. Soft Errors in memories, SEUs in registers) instead of malicious attacks. Of course, it is mandatory for the introduced security checker not to interfere with the nominal functioning of the system, i.e., not to introduce working frequency slow-down, and to bring the smallest possible silicon area and power consumption overhead.
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Analysis of the Effects of Single Event Upset (SEU) Faults in Deep Neural Networks Accelerated on RISC-V CoresPersona da contattare:
LUCA CASSANOEmail:
luca.cassano@polimi.it Corso di studio in Ingegneria Elettronica, Corso di Studio in Ingegneria Informatica
Altri membri del gruppo di ricerca:
Antonio MielePagina Web:
https://cassano.faculty.polimi.it/Descrizione
Descrizione:
The great quest for adopting Deep Learning-based computations for safety-/mission-critical applications motivates the interest towards methods for assessing the robustness of the application w.r.t. not only its training/tuning but also errors due to faults, in particular soft errors, affecting the underlying hardware. The RISC-V open source Instruction Set Architecture is nowadays gaining more and more interest due to its openess, extendability and flexibility; indeed, there is great interest in employing RISC-V accelerators to run Deep Learning Applications in embedded systems. The thesis will focus on analysing how SEU fauilts occurring in the HW architecture of the RISC-V microprocessor would affect the accuracy of the Deep Learning application under execution.
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Optimization strategies for resilient multi-core optical networksPersona da contattare:
MASSIMO TORNATOREEmail:
massimo.tornatore@polimi.it Corso di studio in Ingegneria delle Telecomunicazioni
Descrizione
Descrizione:
Spatial Division Multiplexing (SDM), and in particular Multi-Core Fiber (MCF) technology is emerging as the next generation scaling approach to face the so-called capacity crunch. While MCF appears as as a promising and practical solution to address this problem, it increases network complexity and poses new challenges to network resilience. The thesis goal is to investigate and implement optimization approaches that ensure survivability in the context of MCF networks while ensuring some energy efficiency constraints. The student is expected to develop ILP models and/or (meta) heuristics while accounting for the physical layer impairments in MCF networks.
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ML-based approaches for distributed Raman amplification configuration in C+L+S optical networksPersona da contattare:
MASSIMO TORNATOREEmail:
massimo.tornatore@polimi.it Corso di studio in Ingegneria delle Telecomunicazioni
Descrizione
Descrizione:
Multiband transmission is becoming a go-to solution for capacity scaling in optical networks. Transmitting in multiband optical networks leads to severe physical layer impairments that must be addressed to ensure lightpath feasibility. A promising approach to reach this goal is introducing distributed Raman amplification on top of the traditional EDFA amplification. However, the impact of introducing Raman amplification to a multiband network may vary depending on the working point of the Raman pumps (in terms of the pumps’ launch power and frequency). For example, if the launch power and frequency of the Raman pumps are not optimized, network resources can be utilized in a sub-optimal fashion due to severe degradation of the lightpaths' signal-to-noise ratio. Therefore, the objective of the thesis is to develop Machine Learning – based approaches (such as DRL) to set the working point of Raman pumps in order to maximize network resources. Currently, we have an in-house tool (Raman solver developed in C++) that models accurately the behaviour of the Raman pumps depending on the input parameters, i.e., configuration. Seeing that the working point of the Raman pump depends on several input parameters (power, frequency, span characteristics, channel power, channel spacing), it is necessary to develop DRL-based approaches to find the optimal working point of Raman pumps. The student will be provided the tool that models the Raman solver and will be tasked to develop ML-based approaches to set the optimal working point of the Raman pumps such that lightpath feasibility is guaranteed while maximizing network throughput.
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Electric Vehicle charging strategies evaluation and its effects on the electrical grid operation.Persona da contattare:
GIAMBATTISTA GRUOSSOEmail:
giambattista.gruosso@polimi.it Corso di studio in Ingegneria dell'Automazione, Ingegneria Elettrica, Ingegneria Elettronica, Corso di Studio in Ingegneria Informatica
Descrizione
Descrizione:
As part of the research activities of the simlab40 group, this thesis is concerned with working on several complementary aspects ranging from optimization, demand response to reinforcement learning.
The thesis has a part of modeling combined with a part of algorithms for operations research, optimization, AI .
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Electromagnetic design and topological optimization of electromagnetic devices for additive printingPersona da contattare:
GIAMBATTISTA GRUOSSOEmail:
giambattista.gruosso@polimi.it Corso di studio in Ingegneria dell'Automazione, Ingegneria Elettrica, Ingegneria Elettronica
Descrizione
Descrizione:
The thesis aims to design and use optimization techniques to prototype and test an electromechanical device suitable for 3D printing.
In a context where the digital manufacturing of electromagnetic components can benefit from additive printing techniques, it is essential to study new design and characterization rules.
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Investigating conspiracy theories on TikTok and YouTubePersona da contattare:
FRANCESCO PIERRIEmail:
francesco.pierri@polimi.it Corso di Studio in Ingegneria Informatica
Pagina Web:
https://frapierri.github.ioDescrizione
Experimental Radio Access Networks architectures in HFCLPersona da contattare:
MARCELLO MORINIEmail:
marcello.morini@polimi.it Corso di studio in Ingegneria delle Telecomunicazioni
Altri membri del gruppo di ricerca:
Eugenio Moro, Ilario Filippini, Antonio CaponeDescrizione
Descrizione:
Cellular networks are progressing toward higher frequencies. To unleash their full potential, new Radio Access Network architectures are currently being developed. Integrated Access and Backhaul (IAB) can provide the required network densification without incurring prohibitive costs. The scope of this thesis is to deploy a real IAB architecture, leveraging on O-RAN and the facilities of High-Frequency Campus Lab, the first commercial millimeter-wave 5G network dedicated to academic research. This type of work will provide important insights and data that can be a turning point for millimeter-wave deployment.
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Smart Radio Environments testing and characterization in HFCLPersona da contattare:
MARCELLO MORINIEmail:
marcello.morini@polimi.it Corso di studio in Ingegneria delle Telecomunicazioni
Altri membri del gruppo di ricerca:
Eugenio Moro, Ilario Filippini, Antonio CaponeDescrizione
Descrizione:
The evolution of cellular networks is moving towards higher frequencies. To obtain the maximum from them, the optimization of the transmitters and receivers is no longer enough: the channel has to be modified. Reflective Intelligent Surfaces, Smart skins and reflectors can do the job. The scope of this thesis is to study, model and deploy a real smart radio environment in the context of the High-Frequency Campus Lab (HFCL): the first commercial millimeter-wave 5G network dedicated to academic research. This thesis, with a strong experimental slant, will produce original results, precious for academic research and commercial world
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Sviiluppo di un modello non lineare nel dominio del tempo per la compensazione dei trasformatori di misuraPersona da contattare:
CHRISTIAN LAURANOEmail:
christian.laurano@polimi.it Corso di studio in Ingegneria dell'Automazione, Ingegneria Elettrica, Ingegneria Elettronica
Altri membri del gruppo di ricerca:
Sergio ToscaniDescrizione
Descrizione:
Per poter modellare la non linearità del nucleo ferromagnetico del trasformatore, si possono utilizzare modelli non lineari nel dominio del tempo (modelli di Hammerstein-Weiner). Lo studente sarà quindi coinvolto nella fase di studio e modellazione tramite i modelli sopracitati dei trasformatori di misura.
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Caratterizzazione innovativa di trasformatori di tensione e corrente per misure di power qualityPersona da contattare:
CHRISTIAN LAURANOEmail:
christian.laurano@polimi.it Corso di studio in Ingegneria Elettrica
Altri membri del gruppo di ricerca:
Sergio ToscaniDescrizione
Descrizione:
Il sistema elettrico non è più puramente sinusoidale, per questo motivo è necessario il monitoraggio della qualità della fornitura elettrica (in termini di distorsione armonica di tensione e corrente). Si valuterà perciò come poter modellare i trasformatori di misura per il monitoraggio delle armoniche di rete.
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Modellazione dell'andamento della capacità di batteria in funzione di invecchiamento e temperaturaPersona da contattare:
CHRISTIAN LAURANOEmail:
christian.laurano@polimi.it Corso di studio in Ingegneria dell'Automazione, Ingegneria Elettrica, Ingegneria Elettronica
Altri membri del gruppo di ricerca:
Simone Barcellona, Marco FaiferDescrizione
Descrizione:
La tesi prevede uno studio preliminare dello stato dell'arte dei modelli di invecchiamento e di andamento di capacità di batteria in funzione della temperatura. Dopodichè, si valuterà la coerenza tra gli algoritmi proposti e le prove effettuate in laboratorio.
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Sviluppo di un sistema per caratterizzazione di batterie in temperaturaPersona da contattare:
CHRISTIAN LAURANOEmail:
christian.laurano@polimi.it Corso di studio in Ingegneria dell'Automazione, Ingegneria Elettrica, Ingegneria Elettronica
Altri membri del gruppo di ricerca:
Simone Barcellona, Marco FaiferDescrizione
Descrizione:
Lo studente sarà inserito nel gruppo di ricerca che si occupa di modellazione delle batterie; in particolare, nella presente tesi si propone lo sviluppo di un sistema automatico per invecchiamento di batterie e misura dei relativi parametri caratteristici (e.g. capacità).
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Sviluppo di un sistema di monitoraggio e caratterizzazione di pannelli fotovoltaiciPersona da contattare:
MARCO FAIFEREmail:
marco.faifer@polimi.it Corso di studio in Ingegneria dell'Automazione, Ingegneria Elettrica, Ingegneria Elettronica
Altri membri del gruppo di ricerca:
Christian LauranoDescrizione
Descrizione:
La tesi prevede lo sviluppo di un sistema di monitoraggio e caratterizzazione di pannelli fotovoltaici. In particolare andrà sviluppato un sw di controllo del sistema in ambiente labview o matlab. Il sw dovrà controllare strumentazine di misura e controllo al fine di caratterizzare pannelli fotovoltaici e testare algoritmi di MPPT (maximum power point traking). Il sistema implementato andro poi caratterizzato .
La tesi verrà svolta nei laboratori del DEIB (ed 7 )
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Studio e caratterizzazione di un sistema di misura per la valutazione della rigidità dielettrica di materiali isolantiPersona da contattare:
MARCO FAIFEREmail:
marco.faifer@polimi.it Corso di studio in Ingegneria dell'Automazione, Ingegneria Elettrica, Ingegneria Elettronica
Altri membri del gruppo di ricerca:
Roberto OttoboniDescrizione
Descrizione:
La tesi prevede lo studio e la progettazione di un sistema di misura per la determinazione della rigidità dielettrica di materiali isolanti per cavi elettrici in altissima tensione. La tesi si svolgerà nell'ambito di un progetto di ricerca in collaborazione con Prysmian spa. A partire da un sistema già sviluppato , lo studente dovrà, attraverso l'analisi della bibliografia e studi agli elementi finiti, determinare geometrie ottimali del sistema di elettrodi atte ad estendere le prestazioni del sistema di prova. Il sistema andrà poi realizzato e caratterizzato.
La tesi verrà svolta nei laboratori del DEIB (ed 7 ) e , se necessario, presso i laboratori Prysmin di Bicocca.
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Sviluppo di un sistema di misura per la caratterizzazione di per materiali semiconduttivi per applicazioni elettriche.Persona da contattare:
MARCO FAIFEREmail:
marco.faifer@polimi.it Corso di studio in Ingegneria dell'Automazione, Ingegneria Elettrica, Ingegneria Elettronica
Altri membri del gruppo di ricerca:
Roberto OttoboniDescrizione
Descrizione:
La tesi prevede lo studio e la progettazione di un sistema di misura per materiali isolanti per cavi elettrici in altissima tensione. La tesi si svolgerà nell'ambito di un progetto di ricerca in collaborazione con Prysmian spa. A partire da un sistema già sviluppato , lo studente dovrà identificare la migliorie in termini di architettura del banco di prova, strumentazione di misura e sistema di elettrodi necessari ad estentedere le capacità di test. Il sistema andrà poi realizzato e caratterizzato. In particolare l'obbiettivo è quello di poter eseguire misurazioni di caratteristiche elettriceh dei materiali a basse frequenze e in temperatura.
La tesi verrà svolta nei laboratori del DEIB (ed 7 ) e , se necessario, presso i laboratori Prysmin di Bicocca.
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Development of a three-phase innovative electronic fuse for medium voltage applicationPersona da contattare:
MARCO FAIFEREmail:
marco.faifer@polimi.it Corso di studio in Ingegneria dell'Automazione, Ingegneria Elettrica, Ingegneria Elettronica, Corso di Studio in Ingegneria Informatica
Altri membri del gruppo di ricerca:
Roberto OttoboniDescrizione
Descrizione:
The thesis addresses a problem within a research project for the development of an electronic system capable of replacing the classic protection fuses in electricity distribution networks. In particular, software in C code for real-time processes will be written and validated starting from a Simulink model implementing the functionality of a trio of fuses. The software must be validated with dedicated microcontroller hardware. The activity will take place at the DEIB laboratories (ed 7).
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Leveraging Large Language Models for Second Language Conversational Practice in Human-Agent InteractionPersona da contattare:
MICOL SPITALEEmail:
micol.spitale@polimi.it Corso di Studio in Ingegneria Informatica
Descrizione
Descrizione:
Second language acquisition poses several challenges given the cost and accessibility barriers associated with conversational practice (e.g., hiring an English mother tongue teacher for practising speaking skills).
This thesis aims at leveraging Large Language Models (LLMs) as valuable tools to embed in embodied agents (e.g., virtual agents, robots) for enhancing conversational practice in second language acquisition, such as learning English for Italian mother tongue speakers. By examining the implications of incorporating LLM into embodied agents for second language acquisition, this thesis will shed light on the innovative ways in which technology can contribute to effective conversational practice strategies.The ultimate goal will be to foster proficiency and confidence in real-life communication scenarios.
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Studying adolescents usage of social media through digital data donationsPersona da contattare:
FRANCESCO PIERRIEmail:
francesco.pierri@polimi.it Corso di Studio in Ingegneria Informatica
Pagina Web:
https://frapierri.github.ioDescrizione
Investigate political targeted advertisement on Meta (Facebook, Instagram) platformsPersona da contattare:
FRANCESCO PIERRIEmail:
francesco.pierri@polimi.it Corso di Studio in Ingegneria Informatica
Pagina Web:
https://frapierri.github.ioDescrizione
Leveraging Large Language Models (chatGPT et al.) to detect and fact-check online misinformationPersona da contattare:
FRANCESCO PIERRIEmail:
francesco.pierri@polimi.it Corso di Studio in Ingegneria Informatica
Pagina Web:
https://frapierri.github.ioDescrizione
Detecting and modeling Coordinated Inauthentic Behavior on Meta platformsPersona da contattare:
FRANCESCO PIERRIEmail:
francesco.pierri@polimi.it Corso di Studio in Ingegneria Informatica
Pagina Web:
https://frapierri.github.ioDescrizione
Characterization and optimization of a tissue-engineered bone construct, in vivoPersona da contattare:
PIETRO CERVERIEmail:
pietro.cerveri@polimi.it Corso di studio in Ingegneria Biomedica
Altri membri del gruppo di ricerca:
Dr. Eleonora Dondossola (MD Anderson Cancer Center in Houston (TX) )Pagina Web:
https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/30068572/Descrizione
Data science for viral genomic surveillance in public health contextsPersona da contattare:
ANNA BERNASCONIEmail:
anna.bernasconi@polimi.it Corso di Studio in Ingegneria Informatica
Pagina Web:
https://annabernasconi.faculty.polimi.it/theses/Descrizione
Descrizione:
The recent COVID-19 pandemic has posed novel challenges to the big data and knowledge management community. The unprecedented availability of viral genomes on public databases has made possible the data-driven exploration of viruses' evolution (especially of SARS-CoV-2, the virus responsible for COVID-19). This master thesis will deal with analyzing previously developed methods for the identification of new viral variants and recombined genomes (specifically for SARS-CoV-2). Then, it will aim to develop similar methods for alternative viral species (e.g., Ebola, Monkeypox, or Influenza).
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User validation studies for domain-specific search systemsPersona da contattare:
ANNA BERNASCONIEmail:
anna.bernasconi@polimi.it Corso di Studio in Ingegneria Informatica
Pagina Web:
https://annabernasconi.faculty.polimi.it/theses/Descrizione
Descrizione:
Within our research lab, we built two search systems for COVID-19-related literature. This master thesis will deal with exploring available user-centered validation techniques, with the aim of conducting two empirical studies on actual users, using the testbed implementations of the two applications. The student will propose a set of experiments, conduct them, and perform data collection, analysis, and reporting of results with visualizations. The drawn conclusions will be reported along the typical guidelines of empirical studies and will be employed to inform future implementation phases.
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Application of a temporal topic modeling architecture to social media text contentPersona da contattare:
ANNA BERNASCONIEmail:
anna.bernasconi@polimi.it Corso di Studio in Ingegneria Informatica
Pagina Web:
https://annabernasconi.faculty.polimi.it/theses/Descrizione
Descrizione:
A topic model is a statistical model for discovering abstract topics that are mentioned in a collection of textual documents. We built a pipeline that can extract relevant topics from a big corpus of research abstracts and build a dashboard for inspecting temporal trends of topics related to COVID-19 research. This master thesis will deal with re-purposing such existing pipelines for data preparation, processing, and visualization. In this thesis, the approach will be applied to a dataset of social media documents.
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Novel Energy and propulsion systeMs for Air dominancePersona da contattare:
MICHELE NORGIAEmail:
michele.norgia@polimi.it Corso di studio in Ingegneria Elettronica
Descrizione
Descrizione:
Si tratta di un Progetto europeo che coinvolge imprese grandi-medie e piccole e diversi centri di ricerca e università europee (Poli incluso). Il progetto è attualmente in corso e la conclusione è prevista nella seconda metà del 2026.
L’obiettivo del progetto è analizzare i requisiti, lo stato dell’arte e le roadmap delle tecnologie dei componenti a semiconduttore per indirizzare le tecnologie e i sistemi abilitanti per lo sviluppo di un powerplant evoluto e altamente efficiente per i velivoli di prossima generazione.
L'attività di tesi si svolgerebbe in collaborazione con la ditta Blu Electronic, che è coinvolta nelle attività legate ai sistemi e alle tecnologie elettriche e di thermal mangement. Più in particolare, BLU Electronic è task manager per le attività di “Power Distribution & Conversion Technologies & Modelling” in collaborazione con le aziende Axter e Saab.
Si contempla anche la possibilità di sviluppare i contenuti agganciandoci a programmi interni di sviluppo con l’obiettivo di costruire un percorso per un dottorato con potenziale sbocco in azienda.
Conoscenze richieste: preparazione in elettronica e conoscenze/interesse in power electronics.
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Temperature modulation for gas MOS sensor: a breath analysis challenge for the detection of volatile organic compoundsPersona da contattare:
PIETRO CERVERIEmail:
pietro.cerveri@polimi.it Corso di studio in Ingegneria Biomedica, Ingegneria Elettrica, Ingegneria Elettronica
Altri membri del gruppo di ricerca:
PhD Student Andrea Rescalli (PhD Bioengineering), Prof. Francesco Cellesi (Dipartimento di Chimica)Pagina Web:
https://www.mdpi.com/2227-9040/11/9/501Descrizione
Descrizione:
Context
Disease diagnosis through biological fluids, particularly exhaled breath analysis, has gained increasing importance. Volatile Organic Compounds (VOCs) present in exhaled breath offer diagnostic potential as they reflect altered and disease-specific metabolic pathways. While Gas Chromatography-Mass Spectrometry (GC-MS) has been traditionally used for VOCs detection, electronic noses have emerged as a promising alternative for disease screening. Metal Oxide Semiconductor (MOS) sensors play an essential role in these devices due to their simplicity and
cost-effectiveness. However, their limited specificity and sensitivity pose challenges for accurate diagnosis at lower VOCs concentrations typical of exhaled breath. To address specificity and
sensitivity issues, temperature modulation (TM) of the heater of the sensors has been extensively investigated to get more insight into MOS sensor detection properties.
Aim of the thesis.
The proposed work takes its root from a custom-developed electronic nose based on multiple and heterogeneous gas sensors located within an analysis chamber (https://www.mdpi.com/2227-9040/9/8/209). The idea is to evolve this system to enable adaptive temperature modulation and perform extensive lab testing about gas mixtures containing known concentrations of specific compounds, mainly alcohols and hydrocarbons which have been described in the literature to be present in exhaled breaths of patients affected by lung cancers.
Technically, the work requires knowledge of sensors, microcontrollers, and firmware development. Experimental tests will be carried out in collaboration with the Department of Chemistry.
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Tesi in azienda, argomento da concordarePersona da contattare:
ARNALDO SPALVIERIEmail:
arnaldo.spalvieri@polimi.it Corso di studio in Ingegneria delle Telecomunicazioni
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Modeling and simulation of the high-field behavior of polymeric dielectric layers for galvanic isolationPersona da contattare:
ALESSANDRO SOTTOCORNOLA SPINELLIEmail:
alessandro.spinelli@polimi.it Corso di studio in Ingegneria Elettronica
Altri membri del gruppo di ricerca:
Christian Monzio Compagnoni, Gerardo MalavenaDescrizione
Descrizione:
Polymeric dielectrics are an innovative class of materials used as isolators in high-voltage applications, and their behavior must be accurately known to properly design them. However, the physics of charge transport and leakage, high-field behavior and so on is still unknown. The work aims at the development of models that account for the experimental evidences gathered in the lab and can predict the behavior of the material under operating conditions. The work takes place in the new lab built in the frame of a collaboration with STMicroelectronics.
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Wafer-level characterization of polymeric dielectrics for galvanic isolationPersona da contattare:
ALESSANDRO SOTTOCORNOLA SPINELLIEmail:
alessandro.spinelli@polimi.it Corso di studio in Ingegneria Elettronica
Altri membri del gruppo di ricerca:
Christian Monzio Compagnoni, Gerardo MalavenaDescrizione
Descrizione:
Polymeric dielectrics are an innovative class of materials used as isolators in high-voltage applications, and their behavior must be accurately known to properly design them. However, the physics of charge transport and leakage, high-field behavior and so on is still unknown. The work aims at assessing the electrical characteristics of polymeric dielectric layers under high-field condition and study the dependence on operating conditions. The work takes place in the new lab built in the frame of a collaboration with STMicroelectronics.
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Modeling and simulation of 3D NAND Flash memories at cryogenic temperatures for quantum computingPersona da contattare:
ALESSANDRO SOTTOCORNOLA SPINELLIEmail:
alessandro.spinelli@polimi.it Corso di studio in Ingegneria Elettronica
Altri membri del gruppo di ricerca:
Christian Monzio Compagnoni, Gerardo MalavenaDescrizione
Descrizione:
Quantum computing applications are fostering new research in low-temperature operation of MOS memory devices. At temperatures below 50K the MOS memory device begins to behave like a single-electron transistor, with performance still to be assessed and the relative physics yet to be studied. The work aims at the development of models describing the single-electron behavior 3D NAND Flash .
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Experimental characterization of 3D NAND Flash memories at cryogenic temperatures for quantum computingPersona da contattare:
ALESSANDRO SOTTOCORNOLA SPINELLIEmail:
alessandro.spinelli@polimi.it Corso di studio in Ingegneria Elettronica
Altri membri del gruppo di ricerca:
Christian Monzio Compagnoni, Gerardo MalavenaDescrizione
Descrizione:
Quantum computing applications are fostering new research in low-temperature operation of MOS memory devices. At temperatures below 50K the MOS memory device begins to behave like a single-electron transistor, with performance still to be assessed and the relative physics yet to be studied. The work aims at studying the electrical characteristics of decananometer 3D NAND Flash in the single-electron regime and evaluate their performance.
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Misura degli effetti di bending su sistemi a MEMSPersona da contattare:
MICHELE NORGIAEmail:
michele.norgia@polimi.it Corso di studio in Ingegneria dell'Automazione, Ingegneria Elettronica
Descrizione
Descrizione:
Si propone un lavoro di tesi in stretta collaborazione con ST microelectronics, sede di Castelletto, per la realizzazione di un setup automatizzato per misurare le variazioni della sensibilità di sistemi MEMS in presenza di bending.
E' previsto un rimborso spese da parte di ST.
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Misura di non-linearità di accelerometri MEMS per elevate accelerazioniPersona da contattare:
MICHELE NORGIAEmail:
michele.norgia@polimi.it Corso di studio in Ingegneria dell'Automazione, Ingegneria Elettronica
Descrizione
Descrizione:
Si propone un lavoro di tesi in stretta collaborazione con ST microelectronics, sede di Castelletto, per la realizzazione di un setup di misura delle non-linearità di accelerometri MEMS, in regimi di elevate accelerazioni (200 g)
E' previsto un rimborso spese da parte di ST.
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Misure di risposta in frequenza di accelerometri MEMSPersona da contattare:
MICHELE NORGIAEmail:
michele.norgia@polimi.it Corso di studio in Ingegneria dell'Automazione, Ingegneria Elettronica
Descrizione
Descrizione:
Si propone un lavoro di tesi in stretta collaborazione con ST microelectronics, sede di Castelletto, per la realizzazione di un setup di caratterizzazione di accelerometri MEMS.
E' previsto un rimborso spese da parte di ST.
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PROGETTAZIONE DI UNA BATTERIA PER UN SISTEMA DI ALIMENTAZIONE RIDONDANTE PER DISPOSITIVI IMPIANTATIPersona da contattare:
MAURIZIO MAGARINIEmail:
maurizio.magarini@polimi.it Corso di studio in Ingegneria dell'Automazione, Ingegneria Biomedica, Ingegneria Elettrica, Ingegneria Elettronica, Ingegneria delle Telecomunicazioni
Altri membri del gruppo di ricerca:
Ing. Anonio CovielloDescrizione
Descrizione:
La tesi mira a sviluppare un sistema ridondante che includa un sistema di alimentazione wireless intelligente con una batteria ricaricabile di emergenza. Attraverso la progettazione di un circuito elettrico compatibile con il sistema di alimentazione, seguita da test simulati e sperimentali, si garantirà il corretto funzionamento del dispositivo impiantato anche in condizioni non ideali. Questo lavoro contribuirà ad aumentare la stabilità e l'affidabilità del sistema, fornendo un'alimentazione continua e adeguata in ogni situazione. Questo argomento di tesi fa parte di un progetto più ampio che mira a creare un bypass nervoso per ripristinare una funzione persa in un paziente. La durata prevista per il lavoro di tesi è di circa 9-12 mesi, con l'inizio delle attività a settembre. Sono previste collaborazioni con l'Università di Toronto, professori e studenti del Polimi e del Polito con cui sarà possibile confrontarsi.
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FARCOS frontend electronics qualification and optimizationPersona da contattare:
CHIARA GUAZZONIEmail:
chiara.guazzoni@polimi.it Corso di studio in Ingegneria Biomedica, Ingegneria Elettronica
Descrizione
Descrizione:
FARCOS is a novel Femtoscope Array for Correlation and Spectroscopy designed to perform studies of two- and multi-particle and Intermediate Mass Fragments (IMFs) correlations in heavy-ion collisions at Fermi energies with stable and radioactive beams. The FARCOS system is a modular assembly of up to 20 telescopes to be used in combination with 4pi detectors like the CHIMERA multidetector. This thesis aims at the experimental qualification of the whole FARCOS system with a particular emphasis on achieving the ultimate performance in terms of energy and time resolution. The work activity can foresee also - if the student is willing to and if the GPA is sufficient for the association with INFN - travels to Catania for the final qualification and installation of the system.
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Smart Radiation Hard Detection System for Radioactive Ion BeamsPersona da contattare:
CHIARA GUAZZONIEmail:
chiara.guazzoni@polimi.it Corso di studio in Ingegneria Biomedica, Ingegneria Elettronica
Altri membri del gruppo di ricerca:
Andrea CastoldiDescrizione
Descrizione:
Radioactive Ion Beams (RIBs) of large intensity (10^6 pps or higher) are at the frontier in nuclear physics and are available since one decade in different facilities and new ones are presently under construction. We are designing a novel detection system for RIBs diagnostics and tagging based on Silicon Carbide detectors and on custom frontend electronics ready to be coupled with a Real Data Management Unit, supported by machine learning techniques. In this thesis you will take care of the full design of the proposed system together with the qualification of the individual components. Thesis open to one or two people working together. Several thesis on this subject are possible.
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Deep learning to classify sport events using wearablesPersona da contattare:
PIETRO CERVERIEmail:
pietro.cerveri@polimi.it Corso di studio in Ingegneria Biomedica
Altri membri del gruppo di ricerca:
Matteo Zago - Soccerment srlDescrizione
Descrizione:
Background: The market for wearable devices is constantly evolving and expanding. In the sports field,
these devices allow for the monitoring and collection of performance metrics.
Thesis Objective:
The candidate will work alongside the R&D team (4 biomedical engineers, one mathematician, and a full
stack developer, and suppliers) in the process of improving artificial intelligence algorithms used for
the identification and recognition of technical gestures in football (e.g., shots, passes) based on
measurements collected from the XSEED device. The candidate will participate in the experimental
data collection phase and in the labeling and processing of the data in order to improve the accuracy
of the models under examination.
Requirements:
- Passion for sports
- Availability to work in an operational and dynamic environment (field, office, suppliers)
- Knowledge of Python development environments
- Familiarity with Deep Learning concepts.
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Wearable device and Sport SciencePersona da contattare:
PIETRO CERVERIEmail:
pietro.cerveri@polimi.it Corso di studio in Ingegneria Biomedica
Altri membri del gruppo di ricerca:
Matteo Zago - SoccermentDescrizione
Descrizione:
Background: il mercato dei wearable devices è in continua evoluzione ed espansione. In ambito
sportivo, questi dispositivi permettono il monitoraggio e la raccolta di metriche di performance.
Obiettivo della tesi:
Il candidato affiancherà il team R&D (4 ing. Biomedici, un ing. Matematico, uno sviluppatore full stack
e i fornitori) nel processo di miglioramento degli algoritmi di stima delle metriche atletiche di interesse
per calciatori (e.g.: distanza percorsa, velocità, accelerazione) stimate dalle misure raccolte dal
dispositivo XSEED. Il candidato parteciperà alla fase sperimentale di raccolta dati e all'analisi degli
stessi e parteciperà allo sviluppo di nuovi algoritmi per la stima di parametri di consumo metabolico
derivati dai dati attualmente raccolti.
Requisiti:
- Passione per lo sport
- Disponibilità a lavorare in un contesto operativo e dinamico (campo, ufficio, fornitori)
- Conoscenza ambienti di sviluppo Python
- Familiarità con concetti di signal processing
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AI-assisted Distributed Control for Zero-Touch end-to-end Optical NetworkingPersona da contattare:
FRANCESCO MUSUMECIEmail:
francesco.musumeci@polimi.it Corso di Studio in Ingegneria Informatica, Ingegneria delle Telecomunicazioni
Pagina Web:
https://musumeci.faculty.polimi.it/Descrizione
Descrizione:
The thesis will be developed in the context of the Italian PRIN project "Zero-Touch end-to-end Optical Networks (ZeTON)", targeting the definition and control of an optical network architecture able to face the traffic increase and massive connectivity upgrades brought by NextGen/IoT devices together with the definition of new communication services.
Novel data-plane devices, deployed together with disaggregated optical transmission system, are envisaged to achieve agility and to support for massive traffic loads. At the basis of this new paradigm, novel optical white box architectures, using pluggable optics, are conceived.
The thesis will focus in particular on multi-domain scenarios, following the optical-continuum paradigm, by fosting the removal of fix boundaries between network segments. Thus, distributed control functionalities will be designed to support novel data-plane nodes and the new “domain-less” network architectures. The control plane will be devised in the context of the Zero-Touch Networking (ZTN), relying on physical layer abstraction, impairment modelling and a telemetry-based monitoring system, enabling the intent-based autonomous networking and the application of Machine Learning (ML)-driven network operation for network self-diagnosis.
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Open-Source and Scalable Optical Network Design in the Rust+Python StackPersona da contattare:
FRANCESCO MUSUMECIEmail:
francesco.musumeci@polimi.it Corso di Studio in Ingegneria Informatica, Ingegneria delle Telecomunicazioni
Altri membri del gruppo di ricerca:
Nicola Di CiccoPagina Web:
https://musumeci.faculty.polimi.it/Descrizione
Descrizione:
Popular tools for optical network design struggle between low-level languages (hard to use and maintain) and high-level languages (poor runtime performance). Rust provides a safe platform for easy development of performant Python libraries. The thesis will seek to contribute to a network design codebase for optical networking by researching and implementing novel simulation and algorithms, with an emphasis on robustness and scalability of the implementation.
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Development of the first Ge drift detectors for high-resolution spectroscopy of hard X-raysPersona da contattare:
ANDREA CASTOLDIEmail:
andrea.castoldi@polimi.it Corso di studio in Ingegneria Elettronica
Altri membri del gruppo di ricerca:
Chiara GuazzoniDescrizione
Descrizione:
The activity concerns the experimental study of the first prototypes of Germanium Drift Detectors in planar technology. Germanium is a natural candidate for drift topologies given the superior qualities of carrier transport and high-quality fabrication capability. The availability of a new generation of germanium drift detectors will open to high-performance spectroscopy in the range of hard X-rays (e.g. 20-100 keV) and in the detection of events at ultra-low noise with Ge detectors.
The candidate will contribute to the development of the experimental apparatus and to the qualification of the first Ge-DD prototypes to understand the transport of the generated carriers and the expected performances.
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3-D Simulation of the Dynamics of the Electron-Hole Distribution at High Injection Levels in Semiconductor DetectorsPersona da contattare:
ANDREA CASTOLDIEmail:
andrea.castoldi@polimi.it Corso di studio in Ingegneria Elettronica
Altri membri del gruppo di ricerca:
Chiara GuazzoniDescrizione
Descrizione:
The activity concerns the study and optimization of a 3D simulation code of the electrostatic potential and of the dynamics of the mobile carriers in the volume of semiconductor detectors in conditions of high injection levels. The correct simulation of Coulomb “explosion” and plasma effects, of charge sharing effects and collection times, as well as how all this impacts on the shape of the signals are key aspects to optimize detector performances.
The work starts from an existing code and needs to extend its application to the range of high injection levels, taking care of studying, implementing and validating appropriate numerical techniques. The final goal is a first version of the simulation code, that can run on small workstations. If feasible, it will be possible to participate in experimental campaigns for a first validation of the developed code in the frame of international collaborations.
The activity requires sufficient skills in scientific programming / numerical computation.
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