Dati anagrafici:
Nato il 25-05-1965 a Ferrara, cittadinanza italiana, coniugato con una figlia, residente in Via Carlo Mayr, 122, tel. 0532974284, 44121 Ferrara, e-mail guidi@fe.infn.it, vincenzo.guidi@unife.it .
Formazione:
• Laurea in Fisica con 110/110 e lode conseguita presso l'Università di Ferrara in data 12-07-90 sotto la guida del Prof. P. Dalpiaz.
• Tesi di Dottorato di Ricerca in Fisica realizzata presso i Laboratori Nazionali di Legnaro (PD) negli anni 1990, 1991, 1992, 1993.
• Permanenza per collaborazione scientifica presso il “Budker Institute for Nuclear Physics” di Novosibirsk (Russia) nell’anno 1991.
• Dottorato di Ricerca in Fisica conseguito in data 17-10-94 (VI ciclo), discutendo la tesi "Studio e realizzazione di una sorgente di elettroni di GaAs per la Fisica degli Acceleratori" sotto la guida del Prof. P. Dalpiaz.
Posizione accademica:
• Ricercatore universitario dal 01-03-94 al 31-10-06 per il settore disciplinare FIS/01 (Fisica Sperimentale) presso la Facoltà di Ingegneria dell'Università di Ferrara.
• Professore associato dal 01-11-06 al 30-12-11 per il settore disciplinare FIS/01 (Fisica Sperimentale) presso la Facoltà di Ingegneria dell'Università di Ferrara.
• Professore ordinario dal 31-12-11 per il settore disciplinare FIS/01 (Fisica Sperimentale) presso il Dipartimento di Fisica dell'Università di Ferrara.
Premi:
Membro della Società Italiana di Fisica dal 1991, che gli ha conferito il premio di operosità scientifica nel 1992.
Relazioni a congressi su invito:
Oltre 25 relazioni su invito in relazione alla sua attività scientifica.
Organizzazione conferenze:
• Organizzatore della conferenza internazionale: ŗrd Euroconference on Atomic Physics with Stored Highly Charged Ions", Ferrara, 22-26 settembre 1997.
• Organizzatore del convegno annuale della “9th Italian Conference on Sensors and Microsystems”, Ferrara, 8-11 febbraio 2004.
• Organizzatore del simposio internazionale: “Nanostructured Materials and Hybrid Composites for Gas Sensors and Biomedical Applications“, della Material Research Society degli Stati Uniti, San Francisco,17-20 aprile 2006.
• Organizzatore del simposio internazionale: “Functional Materials for Chemical and Biochemical Sensors“, della Material Research Society degli Stati Uniti, San Francisco, 9-13 aprile 2007.
• Organizzatore della conferenza internazionale “Channeling 2010”, Ferrara, 3-8 ottobre 2010.
• Organizzatore del Workshop internazionale "The 8th GOSPEL Workshop. Gas Sensors Based on Semiconducting Metal Oxides: Basic Understanding & Application Fields", Ferrara, 20-21 giugno 2019.
• Organizzatore della simposio internazionale "XXXVII International Symposium on Dynamical Properties of Solids (DyProSo2019)", Ferrara, 8-12 settembre 2019.
Ruoli editoriali:
• Membro del consiglio editoriale della rivista “Sensors” MDPI (IF=3.275)
• Curatore di un volume speciale di Hyperfine Interactions per la pubblicazione degli atti della conferenza 3rd Euroconference on Atomic Physics with Stored Highly Charged Ions".
• Curatore di un volume speciale di Sensors, Special Issue on Sensors Journal, https://www.mdpi.com/journal/sensors/special_issues/GOSPEL_2019", per la pubblicazione degli atti del 8th GOSPEL Workshop. Gas Sensors Based on Semiconducting Metal Oxides: Basic Understanding & Application Fields"
• Già membro del consiglio editoriale della rivista Sensors Letters (American Scientific Publishing).
• Già membro del consiglio editoriale della rivista The Open Applied Physics Journal (Bentam Science Publisher).
• Assistente scientifico (referee) per la recensione e la valutazione dei contributi scientifici su riviste e a congressi internazionali.
Brevetti:
Titolare di due brevetti industriali:
"Apparecchiatura per l'analisi temporale dei fenomeni ottici della durata di picosecondi e femtosecondi", codice PD95A0001000.
"Concentratore di raggi X duri per radioterapia", codice 102016000096983
Pubblicazioni scientifiche:
Vincenzo Guidi è autore di:
>300 articoli accettati su rivista internazionale censita da uno o più referee;
>250 contributi ad atti di conferenze, congressi, workshop;
6 pubblicazioni su libro o prefazioni ad atti di conferenze;
2 lavori di filologia italiana.
Indicatori “bibliometrici” di produttività scientifica:
• Fattore H ≥ 55 (google scholar).
• 19-esimo livello (ex-equo) nella classifica “Top Italian Scientist” nel settore Material & Nano Sciences
• https://orcid.org/0000-0001-9726-8481
Cariche istituzionali ricoperte:
• Direttore del Dipartimento di Fisica e Scienze della Terra negli AA 18-19, 19-20, 20-21.
• Prorettore con delega alle politiche di sostenibilità dell'università di Ferrara dal 2013 al 2015.
• Coordinatore del Dottorato di Ricerca in Fisica dal 2012 al 2019.
• Consigliere di Amministrazione dell’Università di Ferrara per gli AA 99-00 e 00-01 in rappresentanza delle Aree di Matematica, Fisica e Scienze della Terra,
• Membro del Senato Accademico dell’Università di Ferrara per gli AA 05-06 e 06-07 in rappresentanza delle Aree di Matematica, Fisica e Scienze della Terra, e per gli AA 18-19, 19-20, 20-21 quale direttore del Dipartimento di Fisica e scienze della Terra.
• Consigliere della Ricerca, rappresentante dell’area scientifica di Fisica dell’Università di Ferrara per gli Anni Accademici 97-98, 98-99, 99-00, 00-01 e 03-04, 04-05, 05-06, 06-07.
• Commissario, rappresentante delle Aree di Matematica, Fisica e Scienze della Terra per gli Anni Accademici 97-98, 98-99, 99-00, 00-01, 03-04, 04-05, 05-06 e 06-07 per lo sviluppo di attività connesse alla ricerca dell’Università di Ferrara.
• Coordinatore locale per la Commissione Nazionale V dell’Istituto Nazionale di Fisica Nucleare (INFN) per i trienni 1999-2001 e 2002-2004.
• Osservatore nella Commissione Nazionale III dell’INFN per il triennio 2002-2004;
• Responsabile locale (PRIN 2004083253) e nazionale (PRIN 2008TMS4ZB) di progetti di ricerca d’interesse nazionale, europei (INTAS-CERN 2000-132, INTAS-CERN 03-52-6155, APOLLON, EUCARD, CUTE, PEARL, N-LIGHT), regionali (MIST-ER e PROMINER, ADADIN, TROPIC, progetti della regione Emilia Romagna per le micro- e nano-tecnologie).
• Responsabile nazionale dal 2010 al 2020 (progetti COHERENT, ICE-RAD, CHANEL, AXIAL, ELIOT) e locale (progetti LODE e DEGIMON) dell’INFN presso la Commissione Scientifica Nazionale V, responsabile locale (progetto UA9) presso la Commissione Scientifica Nazionale I.
• Responsabile nazionale di progetti di ricerca dell’INFN per il Progetto Speciale Nuove Tecnologie per gli Acceleratori NTA-HCCC (2003-2009) dell’INFN.
• Membro del GEV di Fisica per la valutazione dei prodotti della ricerca da parte dell'ANVUR; in tale gruppo ha ottenuto il coordinamento del sub-GEV 4 per la valutazione della struttura della materia in Italia.
Hobbies:
Letteratura italiana — Oltre alla propria passione personale, in quest’ambito il candidato ha anche una piccola produzione scientifica su riviste dotate di ISBN.
Attività scientifica:
L'attività scientifica di Vincenzo Guidi è consistita nella Fisica dei Semiconduttori, nei Materiali Nanometrici con particolare enfasi alle applicazioni verso la Fisica degli Acceleratori. Dal 2010 è team leader del Sensors and Semiconductors Lab (SSL) presso l'Università di Ferrara. SSL è composto da diversi laboratori, tra cui una clean room di 125 m2, dotata di strumentazione moderna e di alta qualità per studi sui semiconduttori, il cui valore è di oltre 5 milioni di euro. Ci sono attualmente quattro attività principali studiate presso SSL, ovvero la micro-fabbricazione di silicio per lo studio dell'effetto coerente nei cristalli, il rilevamento di gas tramite materiali chemoresistivi, l'ottica a raggi X duri attraverso cristalli curvi e il fotovoltaico in concentrazione. Presso SSL, che conta 25 persone coinvolte (5 membri con posizione permanente), le indagini di base sui semiconduttori sono armonizzate con una tradizionale inclinazione alla ricerca applicata.
Qui si compendia brevemente l'attività scientifica di Vincenzo Guidi nel tempo.
• Nel 1989 ha studiato inizialmente la fotoemissione da GaAs come sorgente di elettroni non convenzionale. È stato dimostrato che un fotocatodo GaAs è una sorgente sub-termica di elettroni e che il fascio emesso risultante, dopo un'accelerazione in un'ottica adeguata, può raggiungere una condizione speciale con un parametro di plasma maggiore di uno, cioè con una dinamica delle particelle del fascio simile alle molecole in un liquido. Il GaAs è stato anche identificato come fotoemettitore per realizzare una sorgente di elettroni ad alta densità polarizzata in spin, inserita in un cannone RF. In questo campo, ha suggerito e brevettato il design di una streak camera basata su RF con risoluzione temporale sub-ps.
• La caratteristica sub-termica della sorgente di elettroni GaAs ha suggerito il suo utilizzo per l’electron cooling. Approfondendo gli studi sul raffreddamento delle particelle del fascio, ha proposto e partecipato a iniziative sul raffreddamento laser di fasci ionici (TSR a Heidelberg), sperimentando nuovi schemi basati sulla raffreddamento laser con sorgente a banda larga. È stato anche coinvolto in uno studio per la realizzazione di un anello di accumulazione di ioni per ottenere un fascio di ioni cristallino, cioè un sistema di ioni ultra freddo che mantiene posizioni reciprocamente ordinate nell'anello come in un cristallo.
• Nel 1996 ha co-fondato il Sensors and Semiconductors Lab (SSL) presso l'Università di Ferrara con l'obiettivo di studiare gli ossidi metallici nanofasati per il rilevamento di gas tramite effetto chemio-resistivo. In particolare, ha studiato la correlazione esistente tra la sensibilità ai gas dei film di semiconduttori e le caratteristiche strutturali dei materiali impiegati. È stata proseguita la ricerca di nuovi materiali per il rilevamento di gas (come WO3, TiO2, MoO3, solfuri metallici, ossido di grafene, ...) e sono stati stabilite alcune nuove metodologie per la loro deposizione. Sono state ottenute informazioni sui meccanismi di base della trasduzione e sulla coalescenza dei grani negli ossidi metallici, nonché nuovi metodi per l'inibizione della crescita del grano stimolata dalla temperatura. Ha approfondito la comprensione del meccanismo di rilevamento dei gas anche dal punto di vista teorico. Sono stati proposti alcuni modelli che evidenziano gli effetti della piccola dimensionalità delle nanoparticelle e la loro correlazione con le qualità di rilevamento del gas. L'affinità chimica di un materiale ai gas per effetto chemio-resistivo è stata attribuita alla densità degli stati accettori superficiali dei nano-grani e al loro conseguente pinning/unpinning del livello di Fermi all'interno del semiconduttore.
• Dal 2000 in poi, ha intrapreso attività di ricerca con le principali istituzioni russe sulla manipolazione di fasci di particelle relativistici (1-1000 GeV) per riflessione, estrazione, collimazione, focalizzazione, ondulazione e altri tramite interazioni orientazionali coerenti nei cristalli. Grazie al cristallo progettato e fabbricato presso SSL a Ferrara, è stato possibile ottenere l'estrazione di protoni assistita da cristalli da un sincrotrone di protoni con un'efficienza straordinariamente elevata (maggiore dell'85% rispetto a poche cifre percentuali di esperimenti precedenti). Rivisitando e adattando alcune tecniche di micro-fabbricazione di cristalli di silicio di alta qualità, è stato scoperto l'effetto della riflessione di volume, un nuovo effetto coerente di una particella in un cristallo. Tale effetto ha evidenziato un'efficienza di deflessione in un singolo passaggio superiore al 97% per protoni da 400 GeV in un cristallo di silicio. Questi risultati hanno consentito la proposta di un esperimento di collimazione nell'SPS del CERN (dalla collaborazione UA9), che recentemente è culminato nella collimazione di successo di fasci di protoni da 6,5 TeV nell'LHC. Successivamente la sperimentazione è stata condotta con successo anche per ioni di piombo in LHC. Le tecniche di manipolazione dei fasci di particelle assistite da cristalli sono oggi considerate potenti strumenti per la fisica degli acceleratori.
È stato recentemente dimostrato come la radiazione dura e intensa generata dagli elettroni, a seguito dell'interazione coerente con gli atomi di un cristallo curvo, sia un metodo innovativo per la produzione di raggi gamma, con caratteristiche superiori rispetto a quanto generato dallo stesso fascio primario di elettroni mediante radiazione di sincrotrone (esperimenti ICE-RAD, CHANEL, AXIAL, ELIOT).
È stato PI di esperimenti presso linee esterne al CERN e all'ESRF per più di un decennio e responsabile dell'unità in progetti europei. Attualmente, SSL è fornitore di cristalli per studiare interazioni coerenti con i principali laboratori di tutto il mondo, come CERN, SLAC e MAMI.
• Grazie all'esperienza maturata sui semiconduttori, ha co-fondato il Sensors and Semiconductors Lab (SSL) presso l'Università di Ferrara con l'obiettivo di supportare esperimenti INFN e cercare potenziali applicazioni dei semiconduttori che potrebbero essere oggetto di spin-off per le industrie o capital venturer. Questa attività è stata particolarmente fruttuosa, inizialmente nel settore del rilevamento di gas basato su semiconduttori, grazie alla collaborazione con imprese (es.SACMI s.c.) e al supporto di startup su dispositivi di rilevamento gas. In particolare, sono stati preparati nuovi materiali di rilevamento del gas come materiali funzionali, quali unità di input per i nasi elettronici. Più recentemente, si è studiato il fotovoltaico a concentrazione, con particolare riferimento alla progettazione e realizzazione di prototipi di moduli, dotati di un innovativo tracker, avente la geometria del concentratore mutuata dai telescopi Cassgrain. Di conseguenza, è stato realizzato un impianto per la fabbricazione di tali moduli a Crevalcore (Bologna) grazie all'investimento di 4 milioni di euro di capitali privati.
Attività didattica:
Egli ha iniziato l’attività didattica nell’AA 93-96 come assistente di fisica generale. Dal 1997, è stato incaricato come docente per numerosi insegnamenti, tenuti principalmente per i corsi di laurea triennale e magistrale in Ingegneria e in Fisica presso l’Università di Ferrara. quali:
• Fisica Generale (22 volte)
• Metodi di Osservazione e Misura (14 volte)
• Probabilità e Statistica (corso avanzato) (11 volte)
• Statistics and modeling of experimental data (English) (4 volte)
• Metrologia (4 volte)
• Laboratorio di Semiconduttori (3 volte)
• Fisica Sperimentale (1 volta)
• Laboratorio di Technologie Fisiche (1 volta)
• Laboratorio di Strumentazione Fisiche (1 volta)
• Dispositivi e Tecniche di Monitoraggio Ambientale (1 volta)
È stato anche professore a contratto di sette insegnamenti presso la Facoltà di Scienze e Tecnologie della Libera Università di Bolzano, continuativamente dall’AA 10-11 al 16-17.
È stato relatore di tesi per oltre 50 studenti, principalmente in Fisica, ma anche in Ingegneria dei Materiali, Ingegneria Meccanica, Ingegneria Civile, Ingegneria Elettronica e Farmacia. È membro della Scuola di Dottorato in Fisica dell'Università di Ferrara, per la quale svolge attività seminariale ed è stato supervisore di oltre 20 studenti di dottorato. È stato docente di Misure (60 ore) in un master in "Esperti in rilevamento atmosferico per il monitoraggio ambientale", organizzato dal Dipartimento di Fisica dell'Università di Ferrara nel 1996. Nel 2006 è stato docente presso la scuola “International School on Concentrated Photovoltaics”, tenendo una lezione su “Principles of Optics”.
Nato il 25-05-1965 a Ferrara, cittadinanza italiana, coniugato con una figlia, residente in Via Carlo Mayr, 122, tel. 0532974284, 44121 Ferrara, e-mail guidi@fe.infn.it, vincenzo.guidi@unife.it .
Formazione:
• Laurea in Fisica con 110/110 e lode conseguita presso l'Università di Ferrara in data 12-07-90 sotto la guida del Prof. P. Dalpiaz.
• Tesi di Dottorato di Ricerca in Fisica realizzata presso i Laboratori Nazionali di Legnaro (PD) negli anni 1990, 1991, 1992, 1993.
• Permanenza per collaborazione scientifica presso il “Budker Institute for Nuclear Physics” di Novosibirsk (Russia) nell’anno 1991.
• Dottorato di Ricerca in Fisica conseguito in data 17-10-94 (VI ciclo), discutendo la tesi "Studio e realizzazione di una sorgente di elettroni di GaAs per la Fisica degli Acceleratori" sotto la guida del Prof. P. Dalpiaz.
Posizione accademica:
• Ricercatore universitario dal 01-03-94 al 31-10-06 per il settore disciplinare FIS/01 (Fisica Sperimentale) presso la Facoltà di Ingegneria dell'Università di Ferrara.
• Professore associato dal 01-11-06 al 30-12-11 per il settore disciplinare FIS/01 (Fisica Sperimentale) presso la Facoltà di Ingegneria dell'Università di Ferrara.
• Professore ordinario dal 31-12-11 per il settore disciplinare FIS/01 (Fisica Sperimentale) presso il Dipartimento di Fisica dell'Università di Ferrara.
Premi:
Membro della Società Italiana di Fisica dal 1991, che gli ha conferito il premio di operosità scientifica nel 1992.
Relazioni a congressi su invito:
Oltre 25 relazioni su invito in relazione alla sua attività scientifica.
Organizzazione conferenze:
• Organizzatore della conferenza internazionale: ŗrd Euroconference on Atomic Physics with Stored Highly Charged Ions", Ferrara, 22-26 settembre 1997.
• Organizzatore del convegno annuale della “9th Italian Conference on Sensors and Microsystems”, Ferrara, 8-11 febbraio 2004.
• Organizzatore del simposio internazionale: “Nanostructured Materials and Hybrid Composites for Gas Sensors and Biomedical Applications“, della Material Research Society degli Stati Uniti, San Francisco,17-20 aprile 2006.
• Organizzatore del simposio internazionale: “Functional Materials for Chemical and Biochemical Sensors“, della Material Research Society degli Stati Uniti, San Francisco, 9-13 aprile 2007.
• Organizzatore della conferenza internazionale “Channeling 2010”, Ferrara, 3-8 ottobre 2010.
• Organizzatore del Workshop internazionale "The 8th GOSPEL Workshop. Gas Sensors Based on Semiconducting Metal Oxides: Basic Understanding & Application Fields", Ferrara, 20-21 giugno 2019.
• Organizzatore della simposio internazionale "XXXVII International Symposium on Dynamical Properties of Solids (DyProSo2019)", Ferrara, 8-12 settembre 2019.
Ruoli editoriali:
• Membro del consiglio editoriale della rivista “Sensors” MDPI (IF=3.275)
• Curatore di un volume speciale di Hyperfine Interactions per la pubblicazione degli atti della conferenza 3rd Euroconference on Atomic Physics with Stored Highly Charged Ions".
• Curatore di un volume speciale di Sensors, Special Issue on Sensors Journal, https://www.mdpi.com/journal/sensors/special_issues/GOSPEL_2019", per la pubblicazione degli atti del 8th GOSPEL Workshop. Gas Sensors Based on Semiconducting Metal Oxides: Basic Understanding & Application Fields"
• Già membro del consiglio editoriale della rivista Sensors Letters (American Scientific Publishing).
• Già membro del consiglio editoriale della rivista The Open Applied Physics Journal (Bentam Science Publisher).
• Assistente scientifico (referee) per la recensione e la valutazione dei contributi scientifici su riviste e a congressi internazionali.
Brevetti:
Titolare di due brevetti industriali:
"Apparecchiatura per l'analisi temporale dei fenomeni ottici della durata di picosecondi e femtosecondi", codice PD95A0001000.
"Concentratore di raggi X duri per radioterapia", codice 102016000096983
Pubblicazioni scientifiche:
Vincenzo Guidi è autore di:
>300 articoli accettati su rivista internazionale censita da uno o più referee;
>250 contributi ad atti di conferenze, congressi, workshop;
6 pubblicazioni su libro o prefazioni ad atti di conferenze;
2 lavori di filologia italiana.
Indicatori “bibliometrici” di produttività scientifica:
• Fattore H ≥ 55 (google scholar).
• 19-esimo livello (ex-equo) nella classifica “Top Italian Scientist” nel settore Material & Nano Sciences
• https://orcid.org/0000-0001-9726-8481
Cariche istituzionali ricoperte:
• Direttore del Dipartimento di Fisica e Scienze della Terra negli AA 18-19, 19-20, 20-21.
• Prorettore con delega alle politiche di sostenibilità dell'università di Ferrara dal 2013 al 2015.
• Coordinatore del Dottorato di Ricerca in Fisica dal 2012 al 2019.
• Consigliere di Amministrazione dell’Università di Ferrara per gli AA 99-00 e 00-01 in rappresentanza delle Aree di Matematica, Fisica e Scienze della Terra,
• Membro del Senato Accademico dell’Università di Ferrara per gli AA 05-06 e 06-07 in rappresentanza delle Aree di Matematica, Fisica e Scienze della Terra, e per gli AA 18-19, 19-20, 20-21 quale direttore del Dipartimento di Fisica e scienze della Terra.
• Consigliere della Ricerca, rappresentante dell’area scientifica di Fisica dell’Università di Ferrara per gli Anni Accademici 97-98, 98-99, 99-00, 00-01 e 03-04, 04-05, 05-06, 06-07.
• Commissario, rappresentante delle Aree di Matematica, Fisica e Scienze della Terra per gli Anni Accademici 97-98, 98-99, 99-00, 00-01, 03-04, 04-05, 05-06 e 06-07 per lo sviluppo di attività connesse alla ricerca dell’Università di Ferrara.
• Coordinatore locale per la Commissione Nazionale V dell’Istituto Nazionale di Fisica Nucleare (INFN) per i trienni 1999-2001 e 2002-2004.
• Osservatore nella Commissione Nazionale III dell’INFN per il triennio 2002-2004;
• Responsabile locale (PRIN 2004083253) e nazionale (PRIN 2008TMS4ZB) di progetti di ricerca d’interesse nazionale, europei (INTAS-CERN 2000-132, INTAS-CERN 03-52-6155, APOLLON, EUCARD, CUTE, PEARL, N-LIGHT), regionali (MIST-ER e PROMINER, ADADIN, TROPIC, progetti della regione Emilia Romagna per le micro- e nano-tecnologie).
• Responsabile nazionale dal 2010 al 2020 (progetti COHERENT, ICE-RAD, CHANEL, AXIAL, ELIOT) e locale (progetti LODE e DEGIMON) dell’INFN presso la Commissione Scientifica Nazionale V, responsabile locale (progetto UA9) presso la Commissione Scientifica Nazionale I.
• Responsabile nazionale di progetti di ricerca dell’INFN per il Progetto Speciale Nuove Tecnologie per gli Acceleratori NTA-HCCC (2003-2009) dell’INFN.
• Membro del GEV di Fisica per la valutazione dei prodotti della ricerca da parte dell'ANVUR; in tale gruppo ha ottenuto il coordinamento del sub-GEV 4 per la valutazione della struttura della materia in Italia.
Hobbies:
Letteratura italiana — Oltre alla propria passione personale, in quest’ambito il candidato ha anche una piccola produzione scientifica su riviste dotate di ISBN.
Attività scientifica:
L'attività scientifica di Vincenzo Guidi è consistita nella Fisica dei Semiconduttori, nei Materiali Nanometrici con particolare enfasi alle applicazioni verso la Fisica degli Acceleratori. Dal 2010 è team leader del Sensors and Semiconductors Lab (SSL) presso l'Università di Ferrara. SSL è composto da diversi laboratori, tra cui una clean room di 125 m2, dotata di strumentazione moderna e di alta qualità per studi sui semiconduttori, il cui valore è di oltre 5 milioni di euro. Ci sono attualmente quattro attività principali studiate presso SSL, ovvero la micro-fabbricazione di silicio per lo studio dell'effetto coerente nei cristalli, il rilevamento di gas tramite materiali chemoresistivi, l'ottica a raggi X duri attraverso cristalli curvi e il fotovoltaico in concentrazione. Presso SSL, che conta 25 persone coinvolte (5 membri con posizione permanente), le indagini di base sui semiconduttori sono armonizzate con una tradizionale inclinazione alla ricerca applicata.
Qui si compendia brevemente l'attività scientifica di Vincenzo Guidi nel tempo.
• Nel 1989 ha studiato inizialmente la fotoemissione da GaAs come sorgente di elettroni non convenzionale. È stato dimostrato che un fotocatodo GaAs è una sorgente sub-termica di elettroni e che il fascio emesso risultante, dopo un'accelerazione in un'ottica adeguata, può raggiungere una condizione speciale con un parametro di plasma maggiore di uno, cioè con una dinamica delle particelle del fascio simile alle molecole in un liquido. Il GaAs è stato anche identificato come fotoemettitore per realizzare una sorgente di elettroni ad alta densità polarizzata in spin, inserita in un cannone RF. In questo campo, ha suggerito e brevettato il design di una streak camera basata su RF con risoluzione temporale sub-ps.
• La caratteristica sub-termica della sorgente di elettroni GaAs ha suggerito il suo utilizzo per l’electron cooling. Approfondendo gli studi sul raffreddamento delle particelle del fascio, ha proposto e partecipato a iniziative sul raffreddamento laser di fasci ionici (TSR a Heidelberg), sperimentando nuovi schemi basati sulla raffreddamento laser con sorgente a banda larga. È stato anche coinvolto in uno studio per la realizzazione di un anello di accumulazione di ioni per ottenere un fascio di ioni cristallino, cioè un sistema di ioni ultra freddo che mantiene posizioni reciprocamente ordinate nell'anello come in un cristallo.
• Nel 1996 ha co-fondato il Sensors and Semiconductors Lab (SSL) presso l'Università di Ferrara con l'obiettivo di studiare gli ossidi metallici nanofasati per il rilevamento di gas tramite effetto chemio-resistivo. In particolare, ha studiato la correlazione esistente tra la sensibilità ai gas dei film di semiconduttori e le caratteristiche strutturali dei materiali impiegati. È stata proseguita la ricerca di nuovi materiali per il rilevamento di gas (come WO3, TiO2, MoO3, solfuri metallici, ossido di grafene, ...) e sono stati stabilite alcune nuove metodologie per la loro deposizione. Sono state ottenute informazioni sui meccanismi di base della trasduzione e sulla coalescenza dei grani negli ossidi metallici, nonché nuovi metodi per l'inibizione della crescita del grano stimolata dalla temperatura. Ha approfondito la comprensione del meccanismo di rilevamento dei gas anche dal punto di vista teorico. Sono stati proposti alcuni modelli che evidenziano gli effetti della piccola dimensionalità delle nanoparticelle e la loro correlazione con le qualità di rilevamento del gas. L'affinità chimica di un materiale ai gas per effetto chemio-resistivo è stata attribuita alla densità degli stati accettori superficiali dei nano-grani e al loro conseguente pinning/unpinning del livello di Fermi all'interno del semiconduttore.
• Dal 2000 in poi, ha intrapreso attività di ricerca con le principali istituzioni russe sulla manipolazione di fasci di particelle relativistici (1-1000 GeV) per riflessione, estrazione, collimazione, focalizzazione, ondulazione e altri tramite interazioni orientazionali coerenti nei cristalli. Grazie al cristallo progettato e fabbricato presso SSL a Ferrara, è stato possibile ottenere l'estrazione di protoni assistita da cristalli da un sincrotrone di protoni con un'efficienza straordinariamente elevata (maggiore dell'85% rispetto a poche cifre percentuali di esperimenti precedenti). Rivisitando e adattando alcune tecniche di micro-fabbricazione di cristalli di silicio di alta qualità, è stato scoperto l'effetto della riflessione di volume, un nuovo effetto coerente di una particella in un cristallo. Tale effetto ha evidenziato un'efficienza di deflessione in un singolo passaggio superiore al 97% per protoni da 400 GeV in un cristallo di silicio. Questi risultati hanno consentito la proposta di un esperimento di collimazione nell'SPS del CERN (dalla collaborazione UA9), che recentemente è culminato nella collimazione di successo di fasci di protoni da 6,5 TeV nell'LHC. Successivamente la sperimentazione è stata condotta con successo anche per ioni di piombo in LHC. Le tecniche di manipolazione dei fasci di particelle assistite da cristalli sono oggi considerate potenti strumenti per la fisica degli acceleratori.
È stato recentemente dimostrato come la radiazione dura e intensa generata dagli elettroni, a seguito dell'interazione coerente con gli atomi di un cristallo curvo, sia un metodo innovativo per la produzione di raggi gamma, con caratteristiche superiori rispetto a quanto generato dallo stesso fascio primario di elettroni mediante radiazione di sincrotrone (esperimenti ICE-RAD, CHANEL, AXIAL, ELIOT).
È stato PI di esperimenti presso linee esterne al CERN e all'ESRF per più di un decennio e responsabile dell'unità in progetti europei. Attualmente, SSL è fornitore di cristalli per studiare interazioni coerenti con i principali laboratori di tutto il mondo, come CERN, SLAC e MAMI.
• Grazie all'esperienza maturata sui semiconduttori, ha co-fondato il Sensors and Semiconductors Lab (SSL) presso l'Università di Ferrara con l'obiettivo di supportare esperimenti INFN e cercare potenziali applicazioni dei semiconduttori che potrebbero essere oggetto di spin-off per le industrie o capital venturer. Questa attività è stata particolarmente fruttuosa, inizialmente nel settore del rilevamento di gas basato su semiconduttori, grazie alla collaborazione con imprese (es.SACMI s.c.) e al supporto di startup su dispositivi di rilevamento gas. In particolare, sono stati preparati nuovi materiali di rilevamento del gas come materiali funzionali, quali unità di input per i nasi elettronici. Più recentemente, si è studiato il fotovoltaico a concentrazione, con particolare riferimento alla progettazione e realizzazione di prototipi di moduli, dotati di un innovativo tracker, avente la geometria del concentratore mutuata dai telescopi Cassgrain. Di conseguenza, è stato realizzato un impianto per la fabbricazione di tali moduli a Crevalcore (Bologna) grazie all'investimento di 4 milioni di euro di capitali privati.
Attività didattica:
Egli ha iniziato l’attività didattica nell’AA 93-96 come assistente di fisica generale. Dal 1997, è stato incaricato come docente per numerosi insegnamenti, tenuti principalmente per i corsi di laurea triennale e magistrale in Ingegneria e in Fisica presso l’Università di Ferrara. quali:
• Fisica Generale (22 volte)
• Metodi di Osservazione e Misura (14 volte)
• Probabilità e Statistica (corso avanzato) (11 volte)
• Statistics and modeling of experimental data (English) (4 volte)
• Metrologia (4 volte)
• Laboratorio di Semiconduttori (3 volte)
• Fisica Sperimentale (1 volta)
• Laboratorio di Technologie Fisiche (1 volta)
• Laboratorio di Strumentazione Fisiche (1 volta)
• Dispositivi e Tecniche di Monitoraggio Ambientale (1 volta)
È stato anche professore a contratto di sette insegnamenti presso la Facoltà di Scienze e Tecnologie della Libera Università di Bolzano, continuativamente dall’AA 10-11 al 16-17.
È stato relatore di tesi per oltre 50 studenti, principalmente in Fisica, ma anche in Ingegneria dei Materiali, Ingegneria Meccanica, Ingegneria Civile, Ingegneria Elettronica e Farmacia. È membro della Scuola di Dottorato in Fisica dell'Università di Ferrara, per la quale svolge attività seminariale ed è stato supervisore di oltre 20 studenti di dottorato. È stato docente di Misure (60 ore) in un master in "Esperti in rilevamento atmosferico per il monitoraggio ambientale", organizzato dal Dipartimento di Fisica dell'Università di Ferrara nel 1996. Nel 2006 è stato docente presso la scuola “International School on Concentrated Photovoltaics”, tenendo una lezione su “Principles of Optics”.
