bando mussi - Istituto per i Processi Chimico-Fisici

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bando mussi - Istituto per i Processi Chimico-Fisici
DICHIARAZIONI SOSTITUTIVE DI CERTIFICAZIONI
(art. 46 D.P.R. n. 445/2000 e s.m.i.)
DICHIARAZIONI SOSTITUTIVE DELL’ATTO DI NOTORIETA’
(art. 47 D.P.R. n. 445/2000 e s.m.i.)
Il sottoscritto Barcaro Giovanni, nato a Firenze (FI) il 1° Dicembre 1979, attualmente residente a Lucca
(LU), Via San Paolino n° 60 – cap. 55100, telefono 0583587080 – 3485661589,
visto il D.P.R. 28 dicembre 2000, n. 445 concernente “T. U. delle disposizioni legislative e regolamentari in
materia di documentazione amministrativa” e successive modifiche ed integrazioni;
vista la Legge 12 Novembre 2011, n. 183 ed in particolare l’art. 15 concernente le nuove disposizioni in
materia di certificati e dichiarazioni sostitutive;
consapevole che, ai sensi dell’art. 76 del D.P.R. 445/2000, le dichiarazioni mendaci, la falsità negli atti e
l’uso di atti falsi sono punite ai sensi del Codice penale e delle leggi speciali vigenti in materia, dichiara sotto
la propria responsabilità:
che quanto dichiarato nel seguente curriculum vitae et studiorum
comprensivo delle informazioni sulla produzione scientifica
corrisponde a verità
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CURRICULUM VITAE
Il presente documento è diviso nelle seguenti sezioni:
1. Informazioni generali
2. Studi compiuti ed attività di formazione
3. Rapporto lavorativo con il CNR
4. Idoneità a concorsi CNR
5. Descrizione dell’attività di ricerca:
5.1. Introduzione
5.2. Motivazioni e scopi
5.3. Strumenti metodologici e computazionali utilizzati
5.4. Panoramica dei risultati ottenuti
5.5. Highlights della produzione scientifica
5.6. Riconoscimenti ottenuti
5.7. Presentazioni orali presso Congressi
5.8. Collaborazioni con gruppi di ricerca italiani e stranieri
5.9. Partecipazione a Conferenze e Scuole
6. Pubblicazioni:
6.1. Pubblicazioni su riviste internazionali sottoposte a referaggio
6.2. Pubblicazioni come contributi a monografie
6.3. Pubblicazioni su atti di congresso
7. Attività collegata all’insegnamento della Chimica – Fisica
8. Attività collegata ad esercitazioni nell’ambito di scuole internazionali
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1. Informazioni generali
Nome:
Giovanni Barcaro
Nato a Firenze, il 1 Dicembre 1979
Indirizzo di residenza:
Via San Paolino 60
55100 Lucca
Indirizzo lavorativo:
Istituto per i Processi Chimico-Fisici (IPCF)
CNR - Consiglio Nazionale delle Ricerche
Area della Ricerca Pisana
Via G. Moruzzi 1
56124 Pisa
Telefono cellulare:
+393485661589
Telefono lavorativo:
+390503152264
Fax:
+390503152442
Indirizzo mail privato:
[email protected]
Indirizzo mail certificato:
[email protected]
2. Studi compiuti ed attività di formazione

Laurea quinquennale (vecchio ordinamento) in Scienza dei Materiali, conseguita il 26 Settembre
2003 con votazione di 110/110 e lode presso la Facoltà di Scienze Matematiche, Fisiche e Naturali
dell’Università di Pisa. Titolo della Tesi di Laurea: “Studio teorico dell’interazione di un cluster
metallico con un fascio di elettroni incidenti”. Relatore della Tesi: Prof.ssa Carla Guidotti,
Dipartimento di Chimica e Chimica Industriale, Università di Pisa.

Dottorato di Ricerca in Scienze Chimiche, conseguito il 15 Febbraio 2007 presso la Scuola di
Dottorato Galileo Galilei dell’Università di Pisa. Il lavoro è stato condotto presso la sede di Pisa
dell’Istituto per i Processi Chimico-Fisici (IPCF) del CNR. Titolo della Tesi di Dottorato: “Cluster
metallici: uno studio computazionale di struttura e crescita”. Supervisore del lavoro: Dott.
Alessandro Fortunelli, Istituto per i Processi Chimico-Fisici (IPCF). Relatore esterno: Prof.
Gianfranco Pacchioni (Università di Milano Bicocca).

Partecipazione a Scuole e Workshop finalizzati all’arricchimento di competenze specifiche
all’attività di ricerca (vedi sezione 5.9).
3. Rapporto lavorativo con il CNR
Il sottoscritto ha svolto attività di ricerca presso la sede di Pisa dell’Istituto per i Processi Chimico – Fisici
del CNR in maniera continuativa dal 1 Gennaio 2004 al 31 Dicembre 2006 (come studente di Dottorato) e
dal 1 Gennaio 2007 fino al momento presente (come ricercatore post-dottorale).
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Più precisamente:
a) nel periodo compreso fra il 1 Gennaio 2004 ed il 31 Dicembre 2006 ha svolto presso il suddetto
Istituto attività di ricerca nell’ambito del Dottorato di Ricerca in Scienze Chimiche (Scuola di
Dottorato Galileo Galilei dell’Università di Pisa). L’attività di ricerca, condotta sotto la supervisione
del Dott. Alessandro Fortunelli, è stata finanziata dalla “European Science Foundation” nell’ambito
del progetto (Supra)-Self Assemblies of Transition Metal Nanoclusters (SSA-TMN), afferente agli
Eurocores SONS. Nello stesso periodo, il sottoscritto ha condotto attività di ricerca anche
nell’ambito del progetto Growth and Supra-Organization of noble
and transition Metal
Nanoclusters (GSOMEN) afferente al 6° Programma Quadro della Comunità Europea.
b) nel periodo dal 17 al 31 Ottobre 2006, ha svolto attività di ricerca nell’ambito di un incarico di
“prestazione occasionale”.
Ns. Rif. N. 9000000672/FO.
Assegnazione tramite prot. IPCF-CNR nr. 0002366 del 17/10/2006.
c) nel periodo dal 20 al 30 Novembre 2006, ha svolto attività di ricerca nell’ambito di un incarico di
“prestazione occasionale”.
Ns. Rif. N. 9000000784/FO.
Assegnazione tramite prot. IPCF-CNR nr. 0003026 del 06/12/2006.
d) nel periodo dal 3 al 15 Gennaio 2007, ha svolto attività di ricerca nell’ambito di un incarico di
“prestazione occasionale”.
Ns. Rif. N. 9000000880/FO.
Assegnazione tramite prot. IPCF-CNR nr. 0000277 del 06/02/2007.
e) nel periodo dal 16 Gennaio al 31 Gennaio 2007, ha svolto attività di ricerca non retribuita.
f) nel periodo dal 1 Febbraio al 31 Marzo 2007, ha svolto attività di ricerca nell’ambito di un “contratto
d’opera” in regime di collaborazione coordinata e continuativa.
Assegnazione tramite prot. IPCF-CNR nr. 0000121 del 25/01/2007.
g) nel periodo dal 1 Aprile 2007 fino al 31 Luglio 2008, ha svolto attività di ricerca non retribuita.
h) nel periodo dal 1 Agosto 2008 al 31 Gennaio 2009, ha svolto attività di ricerca usufruendo di un
assegno di collaborazione ad attività di ricerca nell’ambito del Progetto di Ricerca FIRB “BLISS”.
Bando di selezione IPCF-PI/2008/005 del 23/6/2008. Tematica affrontata: “Sviluppo di tecniche
computazionali per il controllo ottimale basato su protocolli di ottimizzazione globali”.
Assegnazione tramite prot. IPCF-CNR nr. 0002545 del 25/07/2008.
i)
nel periodo dal 1 Febbraio 2009 al 31 Gennaio 2010, ha svolto attività di ricerca usufruendo di un
assegno di collaborazione ad attività di ricerca nell’ambito del Progetto di Ricerca ERC-AG:
SEPON. Tematica affrontata: “Studio teorico-computazionale di nanostrutture di ossidi cresciute su
superfici metalliche”.
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Bando di selezione IPCF-PI/2008/014 del 5/12/2008.
Assegnazione tramite prot. IPCF-CNR nr. 0000184 del 23/01/2009.
Nel periodo dal 1 Febbraio 2010 al 31 Gennaio 2011, ha svolto attività di ricerca usufruendo di un
rinnovo annuale dell’assegno di collaborazione ad attività di ricerca nell’ambito del Progetto di
Ricerca ERC-AG: SEPON.
Assegnazione tramite prot. IPCF-CNR nr. 0000351 del 01/02/2010.
Nel periodo dal 1 Febbraio 2011 al 31 Gennaio 2012, ha svolto attività di ricerca usufruendo di un
rinnovo annuale dell’assegno di collaborazione ad attività di ricerca nell’ambito del Progetto di
Ricerca ERC-AG: SEPON.
Assegnazione tramite prot. IPCF-CNR nr. 0001633 del 11/03/2011.
j)
nel periodo dal 1 Febbraio 2012 fino al 30 Settembre 2012, ha svolto attività di ricerca usufruendo di
un assegno di collaborazione ad attività di ricerca nell’ambito del Progetto di Ricerca ERC-AG:
SEPON. Tematica affrontata: “Studio della morfologia e della struttura e proprietà elettroniche di
nanostrutture di ossidi cresciute su superfici metalliche”.
Bando di selezione IPCF-009-2011-PI del 23/12/2011. Prot. IPCF-CNR n. 8056.
Assegnazione tramite prot. IPCF-CNR nr. 0000576 del 30/01/2012.
k) nel periodo dal 1 Ottobre 2012 fino al 31 Luglio 2013, ha svolto attività di ricerca usufruendo di un
assegno di collaborazione ad attività di ricerca nell’ambito del Progetto di Ricerca HELM. Tematica
affrontata: “Simulazioni atomistiche da principi primi e potenziali empirici della crescita di Si-C
assistita da campi elettromagnetici”.
Bando di selezione IPCF-014-2012-PI del 31/07/2012. Prot. IPCF-CNR n. 5513.
Assegnazione tramite prot. IPCF-CNR nr. 0006350 del 27/09/2012.
l)
nel periodo dal 1 Agosto 2013 fino al momento presente, ha svolto attività di ricerca usufruendo di
un contratto di ricercatore a tempo determinato nell’ambito del Progetto di Ricerca HELM.
Bando di selezione IPCF-001-2013-PI del 05/04/2013.
Assegnazione tramite prot. IPCF-CNR nr. 0005491 del 02/09/2013.
4. Idoneità a Concorsi CNR
Il sottoscritto ha conseguito le seguenti idoneità:
1. in data 15 Giugno 2009 un’idoneità ad un concorso pubblico per titoli ed esami per l’assunzione a tempo
indeterminato di personale di Terzo livello professionale (Ricercatore) nell’area “Scienza e Tecnologia
dei Materiali” (bando 364.13, codice di riferimento TS125/2); protocollo nr. 0050210 del 07/07/2009
rilasciato dalla Direzione Centrale Supporto alla Gestione delle Risorse – Ufficio Concorsi e Borse di
Studio;
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2. in data 5 Agosto 2011 un’idoneità ad un concorso pubblico per titoli ed esami per l’assunzione a tempo
indeterminato di personale di Terzo livello professionale (Ricercatore) nell’area “Scienze Chimiche” delle
regioni Liguria-Piemonte-Lombardia (bando 364.92, codice di riferimento MI79/5); protocollo nr.
0065451 del 15/09/2011; rilasciato dalla Direzione Centrale Supporto alla Gestione delle Risorse –
Ufficio Concorsi e Borse di Studio; il sottoscritto si è posizionato al secondo posto della graduatoria
finale;
3. in data 19 Settembre 2011 un’idoneità ad un concorso pubblico per titoli ed esami per l’assunzione a
tempo indeterminato di personale di Terzo livello professionale (Ricercatore) nell’area “Scienze
Chimiche” della regione Toscana (bando 364.95, codice di riferimento PI63/4); protocollo nr. 0068848
del 27/09/2011; rilasciato dalla Direzione Centrale Supporto alla Gestione delle Risorse – Ufficio
Concorsi e Borse di Studio; ; il sottoscritto si è posizionato al secondo posto della graduatoria finale.
5. Descrizione dell’attività di ricerca
5.1. Introduzione
Durante il dottorato di ricerca, finanziato dalla “European Science Foundation” nell’ambito del progetto
(Supra)-Self Assemblies of Transition Metal Nanoclusters (SSA-TMN), l’attività è stata focalizzata su uno
studio teorico/computazionale della struttura e della crescita di nanocluster metallici sia in fase gassosa che
stabilizzati attraverso assorbimento su superfici di ossido o mediante solvatazione ad opera di leganti
organici.
Durante gli ultimi mesi del dottorato e in seguito, l’attività di ricerca si è estesa allo studio di fasi ultrasottili
di ossidi nanostrutturati cresciuti su supporti metallici. Tale ambito di indagine scientifica è stato alla base
degli assegni di ricerca finanziati dal Progetto di Ricerca SEPON: Search for Emergent Phenomena in Oxide
Nanostructures (nell’ambito degli Advanced Grants dell’European Research Council), che ha permesso al
Dott. Barcaro di svolgere attività ricerca presso il CNR dal 1 Gennaio 2009 al 31 Settembre 2012.
I risultati del lavoro, spesso ottenuti in collaborazione con altri gruppi di ricerca, sia italiani che europei,
sono stati presentati in occasione di conferenze nazionali ed internazionali e sono stati oggetto di
pubblicazione in riviste scientifiche internazionali con alto fattore di impatto.
5.2. Motivazioni e scopi
I nanocluster metallici sono sistemi fisici che hanno attirato nel corso degli ultimi anni in campo scientifico e
tecnologico un’attenzione sempre crescente dovuta alle proprietà peculiari che ne favoriscono le applicazioni
in svariati ambiti, quali la catalisi chimica, la sensoristica, la fabbricazione di dispositivi opto-elettronici, di
dispositivi magnetici di memoria, ecc. La ricerca è stata principalmente focalizzata sullo studio teoricocomputazionale delle proprietà strutturali di tali sistemi. Infatti, attraverso la conoscenza di quali siano le
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strutture di minima energia e con quali meccanismi esse si interconvertano, è possibile comprendere,
controllare ed orientare i processi di sintesi e crescita dei cluster metallici, e quindi, in prospettiva, modulare
le loro proprietà in vista dell’applicazione nei settori tecnologici di interesse. I risultati di tale indagine hanno
dimostrato come i metodi teorici sviluppati da tale attività abbiano carattere predittivo e permettano per la
prima volta di prevedere le proprietà strutturali di tali sistemi in perfetto accordo con i dati sperimentali
disponibili.
Lo studio di deposizioni sottili di ossidi su supporti metallici ha invece il fine di conseguire una
caratterizzazione strutturale ed una comprensione delle proprietà di fasi nanostrutturate a bassa
dimensionalità che manifestano un comportamento fisico e chimico completamente diverso da quello dei
corrispondenti ossidi allo stato massivo. Questi nuovi materiali, oltre al rilevante interesse come sistemi
modello per studiare interazioni fondamentali nella materia nanoconfinata,
possono trovare anch’essi
applicazioni in numerosi ambiti tecnologici (come la catalisi eterogenea e lo sviluppo di nanosensori) sia nel
loro stato nativo, sia se sfruttati come pattern nanostrutturati atti a promuovere l’auto-organizzazione di
specie assorbite come cluster metallici o molecole organiche.
5.3. Strumenti metodologici e computazionali utilizzati
Gli strumenti computazionali utilizzati per il calcolo di energie e forze nei sistemi studiati sono stati i
seguenti: come approcci da principi primi, il metodo DFT (Teoria del Funzionale Densità); come approcci
semi-empirici, sono stati sviluppati potenziali a molti corpi atti a descrivere l’interazione metallo/metallo,
metallo/superficie di ossido e metallo/ligando organico. In alcuni casi, è stato utilizzato anche l’approccio
Tight-Binding, mediante la definizione di hamiltoniane semi-empiriche.
Questi metodi sono stati applicati allo studio delle proprietà strutturali statiche e dinamiche dei sistemi
investigati. Più in particolare, lo studio delle proprietà strutturali statiche si è focalizzato sullo sviluppo e/o
l’implementazione di algoritmi atti all’esplorazione della PES (Superficie di Energia Potenziale)
caratterizzante i sistemi sotto indagine. Fra questi, è stato implementato l’algoritmo DF-BH (DensityFunctional Basin-Hopping), in grado di sfruttare l’efficienza esplorativa dell’algoritmo di ricerca BH unita al
calcolo accurato di energie e forze eseguito attraverso l’applicazione del metodo DFT. Questo metodo è stato
da noi applicato per la prima volta nella letteratura allo studio di cluster metallici supportati. Per quanto
riguarda lo studio delle proprietà strutturali dinamiche, due diversi approcci sono stati seguiti: (i)
determinazione del cammino di reazione e delle corrispondenti barriere energetiche a partire da un punto di
minimo della PES attraverso il metodo IRC (Intrinsic Reaction Coordinates), il quale non presuppone alcuna
conoscenza aprioristica dello stato finale della trasformazione, oppure attraverso il metodo NEB (Nudged
Elastic Band), che presuppone la conoscenza sia dello stato iniziale che di quello finale della trasformazione;
(ii) studio dell’evoluzione dinamica del sistema nel tempo (metodi classici ed accelerati di Dinamica
Molecolare).
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Per quanto riguarda lo studio delle proprietà catalitiche, che unisce lo studio delle proprietà statitiche e
dinamiche, è stato implementato il metodo RGO (Reactive Global Optimization), in grado di coniugare
tecniche di esplorazioni efficienti delle superfici di energia potenziale ad un calcolo accurato di energie e
forze con metodi da principi primi. Questo metodo è stato applicato per la prima volta allo studio dell’attività
catalitica di cluster metallici supportati formati da un numero molto piccolo di atomi (ultra-nano-catalisi).
Il sottoscritto ha conseguito una conoscenza approfondita dei seguenti codici computazionali:
-
approcci da principi primi: Quantum Espresso, Gaussian03, NWChem, Turbomole, ADF, ADF
Band, Abinit, deMon;
-
approcci per simulazioni molecolari: Cerius2, Material Studio, Discover, Lammps, codici “handmade” di ottimizzazione globale (Basin-Hopping con riconoscimento strutturale);
-
sistemi operativi Windows e Linux;
-
codici per la gestione del calcolo parallelo: open-mpi, mvapich2.
5.4. Panoramica dei risultati ottenuti
Cluster metallici in fase gassosa: lo studio ha interessato in particolare sistemi bimetallici, per i quali il
variare delle dimensioni e della composizione si traduce in particelle con specifiche proprietà (diverse da
quelle dei componenti puri). Al fine di esplorare i motivi strutturali che queste particelle possono assumere
(cioè identificare le strutture di bassa energia al variare di taglia e composizione), è stato sviluppato un
approccio ibrido che si avvale dell’utilizzo di potenziali semi-empirici di interazione atomo-atomo e del
metodo da principi primi DFT [4, 6]. Sfruttando questo metodo, è stato possibile derivare alcuni criteri
generali che individuano la formazione di particelle metalliche di particolare stabilità (così dette magiche),
sia dal punto di vista strutturale che elettronico.
Nel caso di particelle bimetalliche di Ag/Cu e Au/Cu [4], ad esempio, abbiamo osservato su un ampio
intervallo di taglie e composizioni la stabilizzazione di un motivo poli-icosaedrico con struttura core-shell
caratterizzato da un carattere magico sia a livello strutturale che elettronico.
Nel caso di particelle bimetalliche di Pd/Pt a taglia 34 [6], abbiamo trovato che su ampio intervallo di
composizione, il motivo a più bassa energia è costituito da una struttura ibrida cristallina/non-cristallina, la
cui stabilità è stata razionalizzata sulla base della segregazione interna di platino, che preferisce adottare una
configurazione cristallina, ed esterna di palladio, il quale, al fine di minimizzare l’energia superficiale,
preferisce adottare una configurazione non-cristallina. Per analoghe ragioni, lo stesso sistema a taglia 38 [17]
vede la competizione fra una struttura ibrida cristallina/non cristallina e la perfetta struttura cristallina di
forma troncottaedrica (di particolare stabilità perché questa taglia risulta un numero magico strutturale del
troncottaedro). A questa taglia, lo studio è stato esteso anche a particelle bimetalliche di Ag/Pt, Pd/Au e
Ag/Au [17]. A taglie più grandi, per le quali l’analisi è stata condotta solo a livello di potenziali atomo-
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atomo e per la lega Pd/Pt, i motivi più stabili sono risultati quelli a strati alternati: a taglia 98, ad esempio, la
struttura più bassa in energia è risultata il tetraedro di Leary (per cui questa taglia realizza un numero magico
strutturale), il quale è caratterizzato da un nucleo centrale di palladio, uno strato intermedio di platino ed un
ricoprimento esterno ancora di palladio [12]. Uno studio maggiormente approfondito dell’ordinamento
chimico di particelle cristalline (di taglia fino a 201 atomi) della lega Pd/Pt ha inoltre messo in luce un effetto
di segregazione mai osservato prima secondo il quale ogni strato del cluster è formato da entrambe le specie
metalliche con un ordinamento di tipo “patchwork” atto a massimizzare il numero di legami misti e guidato
dalla tendenza del platino a segregare superficialmente sulle facce (111) delle particelle. Questo risultato ha
avuto un forte impatto sulla comunità delle nanoleghe meritandosi una pubblicazione su Nanoletters [42].
I risultati ottenuti su tutti i sistemi analizzati hanno permesso non solo di indagare la fisica delle leghe
bimetalliche su scala nanometrica, ma anche, da un punto di vista metodologico, attraverso il confronto con i
dati DFT, di validare l’affidabilità dei potenziali semi-empirici di interazione, i quali permettono
un’esplorazione di taglie ben superiori a quelle accessibili ai metodi da principi primi. Particolare attenzione
è stata posta all’affidabilità dei potenziali nel predire l’ordine energetico dei motivi strutturali e
l’ordinamento chimico dei due elementi all’interno della particella. Casi specifici hanno interessato la lega
Pd/Au [27, 62], e la legha Ag/Pd [35].
Le informazioni strutturali accumulate su questi sistemi possono essere di grande aiuto nel comprendere
alcune delle loro proprietà.
Nel caso dello studio delle proprietà catalitiche, un primo passo in questa direzione è stato fatto attraverso lo
studio di assorbimento di atomi di idrogeno (H) e molecole di monossido di carbonio (CO) su particelle pure
[26] e bimetalliche [37] di Cu, Au, Pd e Pt a taglia 38, considerando i motivi strutturali più stabili emersi
dagli studi precedenti. Il fine dello studio è stato capire come l’ordine dei motivi strutturali e l’ordinamento
chimico vengono modificati dall’interazione con molecole assorbite: tale argomento riscuote al giorno
d’oggi nella comunità scientifica un grande interesse.
Nel caso delle proprietà ottiche, l’indagine ha preso l’avvio dall’influenza che il mescolamento di oro e
argento ha sulle proprietà di risposta plasmonica in cluster cuobttaedrici di 147 atomi con diversi pattern di
ordinamento chimico [49]: l’indagine ha mostrato che per cluster di questa taglia, l’ordinamento chimico non
sembra influenzare in maniera decisiva la forma del picco plasmonico; d’altro canto, l’aumento della
concentrazione di argento fa sì che il picco di assorbimento si sposti verso le alte energie e guadagni in
intensità. Lo studio della lega oro/argento ha anche interessato uno studio di riparametrizzazione del
potenziale atomo/atomo al fine di includere in maniera efficiente effetti di trasferimento di carica
dall’argento all’oro [44] e poter quindi eseguire simulazioni di ottimizzazione globale su taglie non
accessibili a metodi da principi primi.
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Cluster metallici supportati: nel caso di particelle supportate, lo studio si è focalizzato prevalentemente sulla
superficie (100) dell’ossido di magnesio (MgO), uno dei sistemi più studiati in letteratura data la sua
applicabilità come supporto inerte e la semplicità richiesta nella sua modellizzazione: la (100) è infatti una
superficie ionica apolare in cui cationi e anioni, disposti a scacchiera secondo un pattern quadrato, non danno
ricostruzioni rispetto alla struttura dell’ossido allo stato massivo. Il processo di nucleazione e crescita di
cluster metallici su questo supporto è stato studiato sia nel caso di superficie perfetta [1, 2, 5, 9, 10, 19, 21,
22, 28, 31, 34, 39, 41, 51, 55, 57] sia in presenza di difetti locali quali la singola vacanza di ossigeno [1, 3, 7,
10, 11] o la vacanza di un’unità dimerica MgO [1, 13, 14, 18].
Nel caso di superficie perfetta, lo studio delle proprietà statiche e dinamiche di piccoli cluster MN (N = 1 – 4,
e M = Pd [2] e Ag, Au [5]) ha messo in luce come le piccole nuclearità possono diffondere più velocemente
del singolo atomo e come questi processi debbano essere presi in considerazione in una simulazione
realistica di nucleazione su questo supporto.
Lo studio della struttura di particelle di Pd [9] e Au [28, 39] si è esteso anche ad aggregati più grandi
attraverso l’utilizzo dell’approccio ibrido potenziali semi-empirici/metodo DFT introdotto nel precedente
paragrafo. L’interesse verso questi due metalli è ampiamente giustificato dalle innumerevoli applicazioni che
essi trovano in ambito catalitico e ottico. Nel caso del Pd [9], l’indagine ha dimostrato come la transizione
verso particelle fcc in epitassia (100) si verifica per questo metallo già a taglie comprese fra 10 e 20 atomi; il
troncamento dei vertici apicali e basali, così come lo sviluppo di rientranze a contatto con il supporto di
ossido si verificano invece già al di sotto dei 30 atomi di taglia. Tutte queste peculiarità strutturali fanno sì
che il cluster metallico sia caratterizzato da una grande varietà di siti di assorbimento confinati in una regione
di spazio su scala nanometrica. Per quanto riguarda l’oro [28, 39], invece, l’indagine ha rivelato che, su un
range di taglie comprese fra 20 e 40 atomi, la presenza dell’ossido come supporto tende a rinforzare la
tendenza del metallo verso la formazione di strutture a gabbia: queste strutture, che possono essere descritte
come piramidi vuote, non hanno una controparte in fase gassosa ed è ipotizzabile che giochino un ruolo
chiave nella chimica dell’oro supportato su scala nanometrica.
Lo sviluppo di un gran numero di potenziali semi-empirici di interazione (la cui derivazione è stata basata su
calcoli da principi primi su sistemi modello) ha permesso di estendere lo studio a particelle supportate ancora
più grandi e a completare la panoramica dei metalli nobili e quasi-nobili della seconda (Pd e Ag) e terza (Pt e
Au) serie di transizione su MgO(100) [21, 22]. Mentre questi metalli sono caratterizzati di un mismatch della
costante reticolare metallica con quella dell’ossido abbastanza modesto (compreso fra il 2 e l’8 %), un
metallo quale il Ni, che presenta un mismatch ben superiore (intorno al 20 %), dà luogo ad “esotiche” fasi
hcp, così come verificato sperimentalmente. Secondo i risultati delle nostre simulazioni, queste fasi sono
stabilizzate grazie ad un buon matching della configurazione hcp con la superficie (100) e possono risultare
anche per altre coppie di metallo/ossido, in cui si abbia un mismatch delle costanti reticolari comparabile a
quello di Ni/MgO: è il caso di Pd e Pt con CaO, così come di Ni e Co con CoO [19]. Le facce esposte dai
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cluster hcp, inoltre, rivelano siti di assorbimento inusuali (rispetto a quelli delle strutture fcc), il che rende
questi sistemi interessanti nell’ambito di possibili applicazioni quali catalizzatori eterogenei.
Un recente studio che si è avvalso ancora una volta dell’approccio ibrido potenziali/DFT ha interessato la
lega PtCo [31], la quale riveste uno spiccato interesse tecnologico nell’ambito dello sviluppo di dispositivi
magnetici ad alta densità. Lo studio strutturale da noi intrapreso su cluster supportati di taglia inferiore ai 100
atomi, ha evidenziato la tendenza alla formazione di strutture non-cristalline (basate su motivi poliicosaedrici) in competizione con fasi ordinate fcc caratterizzate da ordinamento chimico L1 0. Lo studio è
stato esteso anche a sistemi di dimensionalità 1D (fili), nei quali è ancora riscontrabile la presenza di motivi
non-cristallini. L’analisi energetica ha confermato che, in analogia con i sistemi 0D (cluster), esiste un range
di atomi per unità di lunghezza, per il quale i fili poli-icosaedrici risultano maggiormente stabili dei fili fcc.
L’interesse destato da questo sistema ha prodotto un’ulteriore indagine incentrata sullo studio di fili fcc, sia
in fase gassosa che supportati su MgO(100), come sistemi modello per lo studio di particelle cristalline di
dimensioni nanometriche (formate da qualche centinaio di atomi). Lo studio della struttura e delle proprietà
magnetiche dei nanofili ha messo in luce come l’effetto di interazione con il substrato induca un effetto
stabilizzante con segregazione di cobalto all’interfaccia metallo/ossido accompagnato da un abbattimento
della energia magnetocristallina (MAE) per atomo di cobalto. Questo risultato ha avuto un forte impatto sulla
comunità delle nanoleghe meritandosi una pubblicazione su Nanoletters [51].
Per quanto riguarda i difetti locali (che agiscono da forti centri di intrappolamento nei confronti di atomi e
piccoli cluster metallici che diffondono sulla superficie), l’approccio DF-BH (vedi sezione 5.3) è stato
applicato allo studio di piccoli aggregati puri e leghe metalliche di Pd, Au e Ag. I risultati hanno messo in
luce come il cluster bimetallico PdAg6 assorbito sulla singola vacanza di ossigeno [11] ed il cluster Ag8
assorbito sulla doppia vacanza [13] presentino un carattere magico, il che suggerisce la possibilità di sfruttare
la particolare stabilità di queste particelle al fine di sintetizzare sistemi metallo/ossido a bassa dispersione
con potenziali applicazioni in ambito ottico e catalitico. Inoltre, è stato dimostrato [14] come i cluster
Au1Ag7 e Au2Ag6 assorbiti sulla doppia vacanza si dimostrino strutture core-shell a carattere magico, in
analogia con il caso dell’argento puro. Il carattere magico è invece ridotto per i cluster Cu 1Ag7 e Cu2Ag6 ed è
praticamente assente per i cluster Pd1Ag7 e Pd2Ag6. Per quanto riguarda l’oro puro assorbito sulla doppia
vacanza [18], si è potuta osservare una spiccata flussionalità dei piccoli aggregati con numerosi motivi
strutturali in stretta competizione: ciò giustifica la coesistenza di differenti epitassie osservate in questo
metallo attraverso esperimenti di Epitassia da Fascio Molecolare su aggregati più grandi.
Uno studio recente che ha visto la collaborazione di molti gruppi teorici e sperimentali [40] ha interessato
l’attività catalitica di cluster di argento assorbiti su allumina amorfa come catalizzatori dell’ossidazione del
propilene. Tale studio ha aperto la strada ad una attività finalizzata allo studio delle proprietà catalitiche
mediante l’iplementazione di approcci originali. La tecnica RGO (vedi sezione 5.3) è stata applicata allo
11
studio dell’ossidazione parziale di propilene da parte di cluster Ag3 sulla superficie di MgO(100) [54] e allo
studio dell’ossidazione di CO da parte di cluster AgxAu3-x sulla superficie di MgO(100) [59].
Ossidi ultrasottili su metallo: questo fronte di ricerca, avviato a partire dall’attività post-dottorale, si è
concentrato sullo studio di fasi ultrasottili di ossidi stabilizzate su supporti metallici. Una buona parte del
lavoro ha interessato la caratterizzazione strutturale e lo studio di alcune proprietà di ossido di titanio (TiO2)
supportato su Pt(111). L’ossido di titanio è un sistema molto studiato allo stato massivo, ma l’investigazione
di fasi ultrasottili è molto più limitata. L’attività di ricerca in questo ambito è stata condotta in collaborazione
con il gruppo del Prof. Granozzi (Università di Padova), il quale si è occupato della sintesi e
caratterizzazione di un gran numero di fasi di TiOx su Pt(111) di stechiometria e struttura variabile. Il lavoro
sinergico teorico/sperimentale ha permesso la determinazione strutturale di gran parte di queste fasi [8, 15,
25] e lo studio delle possibili applicazioni di alcune di esse come supporti templanti per la crescita di atomi o
piccoli cluster metallici [16, 20, 23, 29, 30, 46, 50]. Più in particolare, abbiamo sviluppato modelli strutturali
per una fase kagomé (k) ottenuta a basso ricoprimento di Ti [25], per le due fasi (z e z’) con pattern a zig-zag
ottenute a ricoprimento intermedio [8, 15] e per la fase wagon-wheel (w) ottenuta ad alto ricoprimento [25],
tutte in ottimo accordo con i dati sperimentali. Le fasi con pattern a zig-zag, grazie alla loro particolare
stabilità, sono state scelte come possibile supporto templante per lo studio della crescita di atomi e cluster
metallici di Au e Pd [16]. In particolare, l’effetto dell’interazione dell’oro con la fase z’ è stato oggetto di
un’analisi approfondita [20], promossa dall’osservazione sperimentale che suggeriva una trasformazione
strutturale dell’ossido indotta dall’assorbimento del metallo. Lo studio è stato esteso anche la deposizione di
atomi e piccoli cluster di Fe [29, 30, 50], metallo che interagisce con l’ossido più fortemente dell’oro (data la
sua maggiore affinità per l’ossigeno del supporto) dando luogo a pattern di assorbimento completamente
diversi.
In collaborazione con il gruppo del Prof. Netzer, lo studio della fasi ultrasottili di ossidi su metallo si è
notevolmente esteso: grazie ad una stretta sinergia teorico/sperimentale, è stato possibile caratterizzare
strutturalmente fasi di ossido di zinco cresciute su palladio [36], di ossido di cobalto [43] e nickel [48]
cresciute su argento, e di ossido di alluminio cresciuto sulla lega Ni3Al [56]. In questo ultimo caso, l’analisi è
stata estesa alla caratterizzazione del sistema in cui cluster di nickel/palladio sono stati fatti nucleare sulla
superficie nanopatternata di ossidio di alluminio alla distanza di 4 nm l’uno dell’altro; calcoli da principi
primi hanno permesso di comprendere l’evoluzione della struttura dell’ossido e dei cluster di nickel a seguito
di esposizione di ossigeno. Questo lavoro ha meritato una pubblicazione recente su Physical Review Letters,
costituendo il primo esempio di assemblaggio di un insieme ordinato di piccoli cluster di ossido sopra un
ossido nanopatternato.
Uno studio sistematico incentrato su sistemi precedentemente affrontati e casi di letteratura ha inoltre
permesso una puntuale indagine metodologica [33] atta a verificare la validità dei metodi da principi primi
12
impiegati nel caso della trattazione di ossidi metallici caratterizzati da un elevato grado di localizzazione
elettronica.
Inoltre, alla luce dei numerosi dati sperimentali/teorici accumulati negli anni nel nostro gruppo di ricerca ed
in letteratura, è stato possibile razionalizzare alcuni “principi base” che guidano la formazione della struttura
termodinamicamente più stabile di fasi ultrasottili polari cresciute su superfici (111) [58] – fra le quali
rientrano la meggior parte delle fasi di titania cresciute su platino discusse precedentemente. Per quanto
riguarda invece fasi non polari pseudomorfiche cresciute su superficie (100) – quali quella di ossido di nickel
cresciuta su argento [48] – un’analisi accurata da principi primi ha permesso di identificare e quantificare per
la prima volta con metodi da principi primi i termini che contribuiscono al valore della funzione lavoro di
sistemi ibridi ossido-ultrasottile/metallo [53]; la funzione lavoro si rivela infatti una delle proprietà
maggiormente responsabili della conducibilità dell’ossido e di possibili effetti di trasferimento di carica fra
substrato metallo, ossido, e specie eventualmente cresciute su esso.
5.5. Highlights della produzione scientifica

G. Barcaro, A. Fortunelli, F. Nita, R. Ferrando, “Diffusion of Palladium Clusters on Magnesium
Oxide”, Phys. Rev. Lett., 95, 246103 (1 – 4) (2005).

G. Barcaro, E. Aprà, A. Fortunelli, “Structure of Ag Clusters Grown on the Fs-defected MgO(100)
Surface”, Chem. Eur. J., 13, 6408 – 6418 (2007).

G. Barcaro, A. Fortunelli, G. Rossi, F. Nita, R. Ferrando, “Epitaxy, Truncations, and Overhangs in
Palladium Nanoclusters Adsorbed on MgO(001)”, Phys. Rev. Lett., 98, 156101 (1 – 4) (2007).

R. Ferrando, G. Rossi, F. Nita, G. Barcaro, A. Fortunelli, “Interface-stabilized phases of metal-onoxide nanodots”, ACS Nano, 2, 1849 – 1856 (2008).

R. Ferrando, G. Barcaro, A. Fortunelli, “Surface-supported gold cages”, Phys. Rev. Lett., 102, 216102
(1 – 4) (2009).

G. Barcaro, A. Fortunelli, M. Polak, L. Rubinovich, “Patchy multi-shell segregation in Pd-Pt alloy
nanoparticles”, Nanoletters, 11, 1766 – 1769 (2011).

L. Gavioli, E. Cavaliere, S. Agnoli, G. Barcaro, A. Fortunelli, G. Granozzi, “Template-assisted
assembly of transition metal nanoparticles on oxide ultrathin films”, Prog. Surf. Sci., 86, 59 – 81
(2011).

G. Barcaro, L. Sementa, F. R. Negreiros, R. Ferrando, A. Fortunelli, “Interface effects on the
magnetism of CoPt nanostructures”, Nanoletters, 11, 5542 – 5547 (2011).

F. R. Negreiros, E. Aprà, G. Barcaro, L. Sementa, S. Vajda, A. Fortunelli, “A first-principles
theoretical approach to heterogeneous nanocatalysis”, Nanoscale, 4, 1208 – 1219 (2012).
13

L. Gragnaniello, T. Ma, G. Barcaro, L. Sementa, F. R. Negreiros, A. Fortunelli, S. Surnev, F. P.
Netzer, “Ordered arrays of size-selected oxide nanoparticles”, Phys. Rev. Lett., 108, 195507 (2012).

F.R. Negreiros, L. Sementa, G. Barcaro, S. Vajda, E. Aprà, A. Fortunelli, “CO oxidation by
SubnanometerAgxAu3-x Supported Clusters via Density Functional Theory Simulations”, ACS Catal.
2, 1860 – 1864 (2012).

M. Wagner, F.R.Negreiros, L. Sementa, G. Barcaro, S. Surnev, A. Fortunelli, F.P. Netzer, “Nanostripe
pattern of NaCl layers on Cu(110)”, Phys. Rev. Lett. 110, 216101 (2013).
5.6. Riconoscimenti ottenuti
La validità scientifica dei risultati ottenuti è provata dalle pubblicazioni su riviste scientifiche internazionali,
monografie ed atti di conferenza (vedi sezioni 6.1 - 6.3).
Oltre ciò, sono da segnalare i seguenti riconoscimenti:
-
il poster “A magic Pd-Ag binary cluster adsorbed on the Fs-defected MgO(100) surface”, presentato
alla Faraday Discussion 138: Nanoalloys: From Theory to Applications (tenutasi a Birmingham,
Regno Unito, dal 3 al 5 Settembre 2007), è stato premiato come miglior poster con lo “Skinner
Prize” (vedi documento allegato T3 nell’elenco dei titoli). Il poster ha presentato i risultati del
lavoro ottenuto applicando per la prima volta l’algoritmo DF-BH allo studio strutturale di piccoli
cluster bimetallici (nel caso specifico Pd-Ag) cresciuti su un difetto locale (vacanza di ossigeno) di
una superficie di ossido (la (100) dell’MgO).
5.7. Presentazioni orali presso Congressi
Il sottoscritto ha presentato i risultati originali della sua ricerca come presentazioni orali nelle seguenti
occasioni:
-
la descrizione dell’attività di ricerca riguardante la struttura di nanocluster e nanofili di PtCo
cresciuti su MgO(100) è stata oggetto della presentazione orale “CoPt supported alloys: from
nanodots to nanowires” tenuta dal sottoscritto presso la European Conference On Surface Science
(ECOSS) svoltasi a Parma (Italia) dal 30 Agosto al 4 Settembre 2009 (vedi documento allegato T12
nell’elenco dei titoli).
-
la descrizione dell’attività di ricerca riguardante il magnetismo di nanofili di PtCo studiati sia in fase
gassosa che supportati su MgO(100) è stata oggetto della presentazione orale “Structure and
magnetic properties of oxide supported CoPt nanoparticles” tenuta dal sottoscitto presso il Workshop
CECAM “Nanoscale Alloys” svoltosi a Losanna (Svizzera) dal 13 al 16 Settembre 2010.
Presentazione su invito.
-
la descrizione dell’attività di ricerca inerente lo studio degli ossidi ultrasottili è stata oggetto della
presentazione orale “First-principles calculations on the structure and properties of ultrathin oxide
14
films” tenuta dal sottoscritto presso il “I Workshop su Fisica della Materia e Scienza dei Materiali
Computazionali” presso il Dipartimento Materiali e Dispositivi del CNR a Roma nei giorni 21 e 22
Febbraio 2011. Presentazione su invito.
-
il sottoscritto ha ricevuto un invito per presentare una presentazione orale sul tema “Insulator and
Oxide Surfaces and Films” in occasione della “International Conference on Solid Films and
Surfaces (icsfs 16)”, che si è svolta a Genova fra il 1 ed il 6 Luglio 2012. Il titolo della
presentazione è stato: “Structural characterization of ultra-thin oxide phases on metal surfaces”.
Presentazione su invito.
5.8. Collaborazioni con gruppi di ricerca italiani e stranieri
-
Prof. Roy Johnston, Università di Birmingham (UK).
-
Prof. Gaetano Granozzi, Università di Padova (Italia).
-
Prof. Luca Gavioli, Università di Brescia (Italia).
-
Prof. Riccardo Ferrando, Università di Genova (Italia).
-
Prof. Falko Netzer, Università di Graz (Austria).
-
Prof. Micha Polak, Università Ben Gurion (Israele).
-
Prof. Marc Hou, Università di Louvain (Belgio).
-
Prof. Stefan Vajda, Laboratorio Nazionale Argonne (USA).
5.9. Partecipazione a Conferenze e Scuole
1. Hands-on Tutorial on the PWscf/FPMD/CPV package, 1 – 5 Marzo 2004, Centro di Calcolo del
CINECA, Bologna (Italia).
2. X Scuola Nazionale di Scienza dei Materiali, 27 Settembre – 8 Ottobre 2004, Sestri Levante, Genova
(Italia).
3. Matter Materials and Devices (MMD) Meeting, 22 – 25 Giugno 2005, Genova (Italia).
4. Workshop on Surface Nanopatterning, 30 Giugno – 1 Luglio 2005, Tirrenia, Pisa (Italia), organizzata
dalla European Science Foundation nell’ambito dei progetti EUROCORES SONS.
5. Self-organised nanostructures (scuola estiva), 18 – 23 Luglio 2005, Cargese, Corsica (Francia),
organizzata dalla European Science Foundation nell’ambito dei progetti EUROCORES SONS.
6. Accelrys MS Modeling Training, 1 – 2 Dicembre 2005, Centro di Calcolo del CINECA, Bologna
(Italia).
7. Self-Organized NanoStructures (SONS) Conference, 29 Giugno – 1 Luglio 2006, Pisa (Italia).
8. Metal Clusters and Surfaces (scuola estiva), 3 – 6 Luglio 2006, Tirrenia, Pisa (Italia), organizzata dalla
European Science Foundation nell’ambito dei progetti EUROCORES SONS.
15
9. Workshop on Self-Organised NanoStructures (SONS), 31 Maggio – 1 Giugno 2007, Strasburgo
(Francia).
10. Faraday Discussion 138, Nanoalloys: From Theory to Applications, 3 – 5 Settembre 2007, Birmingham
(UK).
11. Workshop on Computational Nanoalloys, 21 – 24 Settembre 2008, Tirrenia, Pisa (Italia).
12. Sensori per il monitoraggio on-line e sul campo (Giornate di Studio 2008), Gruppo Sensori della
Divisione di Chimica Analitica della Società Chimica Italiana, 6 – 7 Novembre 2008, Bari (Italia).
13. Workshop on Magnetism in Complex Systems, 16 – 19 Aprile 2009, Wien University of Technology,
Vienna (Austria).
14. Hands-on Tutorial ab initio molecular simulations: toward a first-principles understanding of Materials
Properties and Functions (scuola estiva), 21 Giugno – 1 Luglio 2009, Fritz Haber Institute, Berlino
(Germania).
15. European Conference On Surface Science (ECOSS), 30 Agosto – 4 Settembre 2009, Parma (Italia).
16. Workshop CECAM “Nanoscale Alloys”, 13 – 16 Settembre 2010, Losanna (Svizzera).
17. XVI Scuola Nazionale di Scienza dei Materiali, 27 Settembre – 2 Ottobre 2010, Bressanone, Bolzano
(Italia).
18. I Workshop su Fisica della Materia e Scienza dei Materiali Computazionali al Dipartimento Materiali e
Dispositivi del CNR, 21 – 22 Febbraio 2011, Roma (Italia).
19. Workshop on First-Principles Computational Methodologies for Two Dimensional Materials, Università
di Lancaster, 13 – 16 Settembre 2011, Lancaster (UK).
20. Workshop “Graphene for Future Emerging Technologies: Challenges and Opportunities” nell’ambito del
Graphene Flagship, 18 Ottobre 2011, Madrid (Spagna).
21. COST MP 0903, Nanoalloy, WG1 Discussion Meeting, 2 – 3 Aprile 2011, Brno (CZ).
22. First International Training School on Nano Allos (ISNA), 20 – 26 Maggio 2012, Tirrenia, Pisa (Italia).
23. 16° International Conference on Solid Films and Surfaces (ICSFS), 1 – 6 Luglio 2012, Genova (Italia).
6. Pubblicazioni
6.1. Pubblicazioni su riviste internazionali sottoposte a referaggio
Il fattore di impatto delle singole riviste ed il numero di citazioni sono ricavati da WOS (Web Of Science) e
sono aggiornati alle date del 22 Aprile 2013. Sempre dal WOS si ricava che l’H-index risulta pari a 18, con
un numero totale di citazioni di 961; il valore H-index “contemporaneo” corrisponde anch’esso ad un valore
pari a 18 (valori aggiornati al 24 Ottobre 2013).
Di seguito sono riportati i grafici attestanti le pubblicazioni (a sinistra) e le citazioni ottenute (a destra) dal
sottoscritto nell’ambito della propria carriera scientifica raggruppate per anno (fonte Web Of Science).
16
P1.
G. Barcaro, A. Fortunelli, “The Interaction of Coinage Metal Clusters with the MgO(100) Surface”, J.
Chem. Theory Comput., 1, 972 – 985 (2005). [Fattore Impatto: 5.215, numero di citazioni: 56]
P2.
G. Barcaro, A. Fortunelli, F. Nita, R. Ferrando, “Diffusion of Palladium Clusters on Magnesium
Oxide”, Phys. Rev. Lett., 95, 246103 (1 – 4) (2005). [Fattore Impatto: 7.013, numero di citazioni: 41]
P3.
G. Barcaro, A. Fortunelli, “Rotational Invariance and Double Frustration in the Structures of Gold
Clusters Growing around the Fs-defected MgO(100) Surface”, J. Phys. Chem. B, 110, 21021 – 21027
(2006). [Fattore Impatto: 3.696, numero di citazioni: 16]
P4.
G. Barcaro, A. Fortunelli, G. Rossi, F. Nita, R. Ferrando, “Electronic and Structural Shell Closure in
AgCu and AuCu Nanoclusters”, J. Phys. Chem. B, 110, 23197 – 23203 (2006). [Fattore Impatto:
3.696, numero di citazioni: 33]
P5.
G. Barcaro, A. Fortunelli, “Structure and Diffusion of Small Ag and Au Clusters on the Regular
MgO(100) Surface”, New J. Phys., 9, 22, 1 – 17 (2007). [Fattore Impatto: 4.177, numero di citazioni:
20]
P6.
L. O. Paz-Borbon, R. L. Johnston, G. Barcaro, A. Fortunelli, “A Mixed Structural Motif in 34-Atom
Pd-Pt Clusters”, J. Phys. Chem. C, 111, 2937 – 2941 (2007). [Fattore Impatto: 4.805, numero di
citazioni: 43]
P7.
G. Barcaro, E. Aprà, A. Fortunelli, “Structure of Ag Clusters Grown on the Fs-defected MgO(100)
Surface”, Chem. Eur. J., 13, 6408 – 6418 (2007). [Fattore Impatto: 5.925, numero di citazioni: 22]
P8.
G. Barcaro, F. Sedona, A. Fortunelli, G. Granozzi, “Structure of a TiOx zigzag-like monolayer on
Pt(111)”, J. Phys. Chem. C, 111, 6095 – 6102 (2007). [Fattore Impatto: 4.805, numero di citazioni:
29]
P9.
G. Barcaro, A. Fortunelli, G. Rossi, F. Nita, R. Ferrando, “Epitaxy, Truncations, and Overhangs in
Palladium Nanoclusters Adsorbed on MgO(001)”, Phys. Rev. Lett., 98, 156101 (1 – 4) (2007).
[Fattore Impatto: 7.013, numero di citazioni: 24]
17
P10. G. Barcaro, M. Causà, A. Fortunelli, “A comparison between the Adsorption Properties of the Regular
and Fs-defected MgO(100) Surface”, Theor. Chem. Acc., 118, 807 – 812 (2007). [Fattore Impatto:
2.162, numero di citazioni: 8]
P11. G. Barcaro, A. Fortunelli, “A Magic Pd-Ag cluster on the Fs-defected MgO(100) Surface”, J. Phys.
Chem. C, 111, 11384 – 11389 (2007). [Fattore Impatto: 4.805, numero di citazioni: 24]
P12. L. O. Paz-Borbon, T. V. Mortimer-Jones, R. L. Johnston, A. Posada-Amarillas, G. Barcaro, A.
Fortunelli, “Structure and energetics of 98-atom Pd-Pt nanoalloys: potential stability of the Leary
Tetrahedron for Bimetallic Nanoparticles”, Phys. Chem. Chem. Phys., 9, 5202 – 5208 (2007). [Fattore
Impatto: 3.573, numero di citazioni: 29]
P13. G. Barcaro, A. Fortunelli, “Magic silver cluster on a MgO(100) terrace with defects”, Phys. Rev. B,
76, 165412 (1 – 6) (2007). [Fattore Impatto: 3.691, numero di citazioni: 14]
P14. G. Barcaro, A. Fortunelli, “A study of bimetallic Cu-Ag, Au-Ag and Pd-Ag clusters adsorbed on a
double-vacancy-defected MgO(100) terrace”, Faraday Discuss.,138, 37 – 47 (2008). [Fattore Impatto:
5.000, numero di citazioni: 11]
P15. F. Sedona, G. Granozzi, G. Barcaro, A. Fortunelli, “Defect evolution in oxide nanophases: the case of
a zig-zag-like TiOx phase on Pt(111)”, Phys. Rev. B, 77, 115417 (1 – 8) (2008). [Fattore Impatto:
3.691, numero di citazioni: 24]
P16. G. Barcaro, G. Granozzi, A. Fortunelli, “Metal adsorption on polar ultrathin oxide films”, Phys.
Chem. Chem. Phys., 10, 1876 – 1882 (2008). [Fattore Impatto: 3.573, numero di citazioni: 13]
P17. L. O. Paz-Borbon, R. L. Johnston, G. Barcaro, A. Fortunelli, “Structural motifs, mixing and
segregation effects in 38-atom binary clusters”, J. Chem. Phys., 128, 134517 (1 – 12) (2008). [Fattore
Impatto: 3.333, numero di citazioni: 49]
P18. G. Barcaro, A. Fortunelli, “Small Au clusters on a defective MgO(100) surface”, Chem. Phys. Lett.,
457, 143 – 147 (2008). [Fattore Impatto: 2.337, numero di citazioni: 10]
P19. R. Ferrando, G. Rossi, F. Nita, G. Barcaro, A. Fortunelli, “Interface-stabilized phases of metal-onoxide nanodots”, ACS Nano, 2, 1849 – 1856 (2008). [Fattore Impatto: 11.421, numero di citazioni:
20]
P20. G. Barcaro, A. Fortunelli, G. Granozzi, F. Sedona, “Cooperative phase transformation in selfassembled metal-on-oxide arrays”, J. Phys. Chem. C, 113, 1143 – 1146 (2009). [Fattore Impatto:
4.805, numero di citazioni: 7]
P21. R. Ferrando, G. Rossi, A. C. Levi, Z. Kuntova, F. Nita, A. Jelea, C. Mottet, G. Barcaro, A. Fortunelli,
J. Goniakowski, “Structures of metal nanoparticles adsorbed on MgO(001) (I): Ag and Au”, J. Chem.
Phys., 130, 174702 (1 – 9) (2009). [Fattore Impatto: 3.333, numero di citazioni: 23]
18
P22. J. Goniakowski, A. Jelea, C. Mottet, G. Barcaro, A. Fortunelli, Z. Kuntova, F. Nita, A. C. Levi, G.
Rossi, R. Ferrando, “Structures of metal nanoparticles adsorbed on MgO(001) (II): Pt and Pd”, J.
Chem. Phys., 130, 174703 (1 – 9) (2009). [Fattore Impatto: 3.333, numero di citazioni: 15]
P23. G. A. Rizzi, F. Sedona, L. Artiglia, S. Agnoli, G. Barcaro, A. Fortunelli, E. Cavaliere, L. Gavioli, G.
Granozzi, “Au nanoparticles on a templating TiOx/Pt(111) ultrathin polar film: a photoemission and
photoelectron diffraction study”, Phys. Chem. Chem. Phys., 11, 2177 – 2185 (2009). [Fattore Impatto:
3.573, numero di citazioni: 11]
P24. G. Barcaro, A. Fortunelli, “Structural and electronic properties of small platinum metallorganic
complexes”, Theor. Chem. Acc, 123, 317 – 325 (2009). [Fattore Impatto: 2.162, numero di citazioni:
1]
P25. G. Barcaro, S. Agnoli, F. Sedona, G. A. Rizzi, A. Fortunelli, G. Granozzi, “Structure of Reduced
Ultrathin TiOx Films on Pt(111)”, J. Phys. Chem. C, 113, 5721 – 5729 (2009). [Fattore Impatto:
4.805, numero di citazioni: 16]
P26. L. O. Paz-Borbon, R. L. Johnston, G. Barcaro, A. Fortunelli, “Chemisorption of CO and H on Pd, Pt
and Au nanoclusters: a DFT approach”, Eur. Phys. J. D, 52, 131 – 134 (2009). [Fattore Impatto:
1.476, numero di citazioni: 13]
P27. F. Pittaway, L. O. Paz-Borbon, R. L. Johnston, H. Arslan, R. Ferrando, C. Mottet, G. Barcaro, A.
Fortunelli, “Theoretical Studies of Palladium-Gold Nanoclusters, Part I: Pd-Au clusters with up to 50
atoms”, J. Phys. Chem. C, 113, 9141 – 9152 (2009). [Fattore Impatto: 4.805, numero di citazioni: 29]
P28. R. Ferrando, G. Barcaro, A. Fortunelli, “Surface-supported gold cages”, Phys. Rev. Lett., 102, 216102
(1 – 4) (2009). [Fattore Impatto: 7.013, numero di citazioni: 19]
P29. E. Cavaliere, I. Kholmanov, L. Gavioli, F. Sedona, S. Agnoli, G. Granozzi, G. Barcaro, A. Fortunelli,
“Directed assembly of Au and Fe nanoparticles on a TiOx/Pt(111) ultrathin template: the role of
oxygen affinity”, Phys. Chem. Chem. Phys., 11, 11305 – 11309 (2009). [Fattore Impatto: 3.573,
numero di citazioni: 9]
P30. G. Barcaro, A. Fortunelli, “Adsorption and diffusion of Fe on a titania ultrathin film”, J. Phys. Chem.
A, 113, 14860 – 14866 (2009). [Fattore Impatto: 2.946, numero di citazioni: 8]
P31. G. Barcaro, A. Fortunelli, R. Ferrando, G. Rossi, “Exotic supported CoPt nanostructures”, J. Phys.
Chem. Lett., 1, 111 (2010). [Fattore Impatto: 6.213, numero di citazioni: 9]
P32. A. Gumbsch, G. Barcaro, M. G. Ramsey, S. Surnev, A. Fortunelli, F. P. Netzer, “Kondo effect of
cobalt adatoms on nanostructured Cu-O surfaces”, Phys. Rev. B, 81, 165420 (1 – 7) (2010). [Fattore
Impatto: 3.691, numero di citazioni: 7]
P33. G. Barcaro, I. O. Thomas, A. Fortunelli, “Validation of density-functional approaches for oxide
ultrathin films”, J. Chem. Phys., 132, 124703 (1 – 9) (2010). [Fattore Impatto: 3.333, numero di
citazioni: 12].
19
P34. G. Rossi, L. Anghinolfi, R. Ferrando, F. Nita, G. Barcaro, A. Fortunelli, “Prediction of the structures
of free and oxide-supported nanoparticles by means of atomistic appraoches: the benchmark case of
nickel clusters”, Phys. Chem. Chem. Phys., 12, 8564 – 8570 (2010). [Fattore Impatto: 3.573, numero
di citazioni: 4]
P35. F. R. Negreiros, Z. Kuntova, G. Barcaro, G. Rossi, R. Ferrando, A. Fortunelli, “Structures of gasphase Ag-Pd nanoclusters: a computational study”, J. Chem. Phys., 132, 234703 (1 – 8) (2010).
[Fattore Impatto: 3.333, numero di citazioni: 6]
P36. G. Weirum, G. Barcaro, A. Fortunelli, F. Weber, R. Schennach, S. Surnev, F. P. Netzer, “Growh and
surface structure of zinc oxide layers on a Pd(111) surface”, J. Phys. Chem. C, 114, 15432 – 15439
(2010). [Fattore Impatto: 4.805, numero di citazioni: 7]
P37. P. West, R. L. Johnston, G. Barcaro, A. Fortunelli, “The effect of CO and H chemisorption on the
chemical ordering of bimetallic clusters”, J. Phys. Chem. C, 114, 19678 – 19686 (2010). [Fattore
Impatto: 4.805, numero di citazioni: 9]
P38. A. Gumbsch, G. Barcaro, M. G. Ramsey, S. Surnev, A. Fortunelli, F. P. Netzer, “Kondo versus
magnetic couplin of cobalt dimers in a Cu-O (2x1) reconstruction”, J. Phys. Condens. Matter., 22,
222202 (1 – 8) (2010). [Fattore Impatto: 2.546, numero di citazioni: 1]
P39. R. Ferrando, G. Barcaro, A. Fortunelli, “Structures of small Au clusters on MgO(100) studied by
functional calculations”, Phys. Rev. B., 83, 045418 (2011). [Fattore Impatto: 3.691, numero di
citazioni: 8]
P40. L. M. Molina, S. Lee, K. Sell, G. Barcaro, A. Fortunelli, B. Lee, S. Seifert, R. E. Winans, J. W. Elam,
M. J. Pellin, I. Barke, V. Von Oeynhausen, Y. Lei, R. J. Meyer, J. A. Alonso, A. Fraile-Rodriguez, A.
Kleibert, S. Giorgio, C. R. Henry, K. H. Meiwes-Broer, S. Vajda, “Size-dependent selectivity and
activity of silver nanoclusters in the partial oxidation of propylene to propylene oxide and acrolein: a
joint experimental and theoretical study”, Catalysis Today, 160, 116 – 130 (2011). [Fattore Impatto:
3.407, numero di citazioni: 12]
P41. F. R. Negreiros, G. Barcaro, Z. Kuntova, G. Rossi, R. Ferrando, A. Fortunelli, “Structures of Ag-Pd
nanoclusters adsorbed on MgO(100): a computational study”, Surf. Sci., 605, 483 – 488 (2011).
[Fattore Impatto: 1.994, numero di citazioni: 4]
P42. G. Barcaro, A. Fortunelli, M. Polak, L. Rubinovich, “Patchy multi-shell segregation in Pd-Pt alloy
nanoparticles”, Nanoletters, 11, 1766 – 1769 (2011). [Fattore Impatto: 13.198, numero di citazioni:
15]
P43. L. Gragnaniello, G. Barcaro, L. Sementa, F. Allegretti, G. Parteder, S. Surnev, W. Steurer, A.
Fortunelli, F. P. Netzer, “The two-dimensional cobalt oxide (9x2) phase on Pd(100)”, J. Chem. Phys,
134, 184706 (2011). [Fattore Impatto: 3.333, numero di citazioni: 7]
20
P44. M. Cerbelaud, R. Ferrando, G. Barcaro, A. Fortunelli, “Optimization of chemical ordering in AgAu
nanoalloys”, Phys. Chem. Chem. Phys., 13, 10232 – 10240 (2011). [Fattore Impatto: 3.573, numero di
citazioni: 7]
P45. D. Cheng, G. Barcaro, J. C. Charlier, M. Hou, A. Fortunelli, “Homogeneous nucleation of graphitic
nanostructures from carbon chains on Ni(111)”, J. Phys. Chem. C, 115, 10537 – 10543 (2011).
[Fattore Impatto: 4.805, numero di citazioni: 13]
P46. L. Gavioli, E. Cavaliere, S. Agnoli, G. Barcaro, A. Fortunelli, G. Granozzi, “Template-assisted
assembly of transition metal nanoparticles on oxide ultrathin films”, Prog. Surf. Sci., 86, 59 – 81
(2011). [Fattore Impatto: 8.636, numero di citazioni: 8]
P47. S. Agnoli, G. Barcaro, A. Barolo, A. Fortunelli, M. Sambi, F. Sedona, M. Di Marino, T. Skala, G.
Granozzi, “Interplay between Layer-Resolved Chemical Composition and Electronic Structure in a
Sn/Pt(110) Surface Alloy”, J. Phys. Chem. C, 115, 14264 – 14269 (2011). [Fattore Impatto: 4.805,
numero di citazioni: 1]
P48. W. Steurer, F. Allegretti, S. Surnev, G. Barcaro, L. Sementa, F. Negreiros, A. Fortunelli, F. P. Netzer,
“The metamorphosis of ultrathin Ni-oxide nanostructures on Ag(100)”, Phys. Rev. B., 84, 115446
(2011). [Fattore Impatto: 3.691, numero di citazioni: 1]
P49. G. Barcaro, M. Broyer, N. Durante, A. Fortunelli, M. Stener, “Alloying effects on the optical
properties of Ag-Au nanoclusters from TD-DFT calculations”, J. Phys. Chem. C, 115, 24085 – 24091
(2011). [Fattore Impatto: 4.805, numero di citazioni: 4]
P50. E. Cavaliere, L. Artiglia, G. Barcaro, G. A. Rizzi, F. Bondino, A. Fortunelli, L. Gavioli, G. Granozzi,
“Tracking thermally-activated transformations in a nanostructured metal/oxide/metal system”, Phys.
Chem. Chem. Phys., 13, 17171 – 17176 (2011). [Fattore Impatto: 3.573, numero di citazioni: 2]
P51. G. Barcaro, L. Sementa, F. R. Negreiros, R. Ferrando, A. Fortunelli, “Interface effects on the
magnetism of CoPt nanostructures”, Nanoletters, 11, 5542 – 5547 (2011). [Fattore Impatto: 13.198,
numero di citazioni: 4]
P52. M. Wagner, S. Surnev, M. G. Ramsey, G. Barcaro, L. Sementa, F. R. Negreiros, A. Fortunelli, Z.
Dohnalek, F. P. Netzer, “Structure and bonding of tungsten oxide clusters on nanostructured Cu-O
surfaces”, J. Phys. Chem. C, 115, 23480 – 23487 (2011). [Fattore Impatto: 4.805, numero di citazioni:
5]
P53. L. Sementa, G. Barcaro, F. R. Negreiros, A. M. Ferrari, A. Fortunelli, “Work function of oxide
ultrathin films on the Ag(100) surface”, J. Chem. Theory Comput., 8, 629 – 638 (2012). [Fattore
Impatto: 5.215, numero di citazioni: 1]
P54. F. R. Negreiros, E. Aprà, G. Barcaro, L. Sementa, S. Vajda, A. Fortunelli, “A first-principles
theoretical approach to heterogeneous nanocatalysis”, Nanoscale, 4, 1208 – 1219 (2012). [Fattore
Impatto: 5.914, numero di citazioni: 5]
21
P55. L. O. Paz-Borbon, G. Barcaro, A. Fortunelli, S. V. Levchenko, M. Scheffler, “Exact-exchange and
dispersion effects on the adsorption of Au clusters supported on pristine and defected MgO(100)
surfaces”, Phys. Rev. B., 85, 155409 (2012). [Fattore Impatto: 3.691, numero di citazioni: 0]
P56. L. Gragnaniello, T. Ma, G. Barcaro, L. Sementa, F. R. Negreiros, A. Fortunelli, S. Surnev, F. P.
Netzer, “Ordered arrays of size-selected oxide nanoparticles”, Phys. Rev. Lett., 108, 195507 (2012).
[Fattore Impatto: 7.013, numero di citazioni: 0]
P57. M. Cerbelaud, G. Barcaro, A. Fortunelli, R. Ferrando, “Theoretical study of AuCu nanoalloys on
MgO(001)”, Surf. Sci., 606, 938 – 944 (2012). [Fattore Impatto: 1.994, numero di citazioni: 0]
P58. G. Barcaro, E. Cavaliere, L. Artiglia, L. Sementa, L. Gavioli, G. Granozzi, A. Fortunelli, “Building
principles and structural motifs in TiOx ultrathin films on a (111) substrate”, J. Phys. Chem. C 116,
13302 – 13306 (2012). [Fattore Impatto: 4.805, numero di citazioni: 2]
P59. F.R. Negreiros, L. Sementa, G. Barcaro, S. Vajda, E. Aprà, A. Fortunelli, “CO oxidation by
SubnanometerAgxAu3-x Supported Clusters via Density Functional Theory Simulations”, ACS Catal.
2, 1860 – 1864 (2012). [Fattore Impatto: NA, numero di citazioni: 0]
P60. G. Barcaro, B. Zhu, M. Hou, A. Fortunelli, “Growth of carbon clusters on a Ni(111) surface”, Comp.
Mater. Sci. 63, 303 – 3011 (2012). [Fattore Impatto: 1.574, numero di citazioni: 0]
P61. Y.X. Wang, G. Barcaro, F.R. Negreiros, T.V. de Bocarmé, M. Moors, N. Kruse, M. Hou, A.
Fortunelli, “Adsorption-Induced Restructuring and Early Stages of Carbon-Nanotube Growth on Ni
Nanoparticles”, Chem. Eur. J. 19, 406 – 413 (2013). [Fattore Impatto: 5.925, numero di citazioni: 0]
P62. A. Bruma, R. Ismail, L.O. Paz-Borbon, H. Arslan, G. Barcaro, A. Fortunelli, Z.Y. Li, R.L. Johnston,
“DFT Study of the structures and energetics of 98-stom AuPd clusters”, Nanoscale 5, 646 – 652
(2013). [Fattore Impatto: 5.914, numero di citazioni: 0]
P63. M. Wagner, F.R.Negreiros, L. Sementa, G. Barcaro, S. Surnev, A. Fortunelli, F.P. Netzer, “Nanostripe
pattern of NaCl layers on Cu(110)”, Phys. Rev. Lett. 110, 216101 (2013). [Fattore Impatto: 7.013,
numero di citazioni: 0]
P64. I. Atanasov, G. Barcaro, F.R. Negreiros, A. Fortunelli, R.L. Johnston, “Modelling the metal-on-top
effect for Pd clusters on the MgO{100} substrate”, J. Chem. Phys. 138, 224703 (2013). [Fattore
Impatto: 3.333, numero di citazioni: 0]
P65. P.S. West, R.L. Johnston, G. Barcaro, A. Fortunelli, “Effect of CO and H adsorption on the
compositional structure of binary nanoalloys via DFT modeling”, Eur. Phys. J. D 67, 165 (2013).
[Fattore Impatto: 1.476, numero di citazioni: 0]
P66. L. Sementa, A. Marini, G. Barcaro, F.R. Negreiros, A. Fortunelli, “Electronic excited states at
ultrathin dielectric-metal interfaces”, Phys. Rev. B 88, 125413 (2013). [Fattore Impatto: 3.691,
numero di citazioni: 0]
22
6.2. Pubblicazioni come contributi a monografie
L1.
G. Barcaro, A. Fortunelli, “Density-functional theory of free and supported metal nanoclusters and
nanoalloys” in Metal Clusters and Nanoalloys - From Modeling to Applications, editori: Marcelo
Mario Mariscal, Oscar Alejandro Oviedo, Ezequiel Pedro Marcos Leiva., Serie: “Nanostructure
Science and Technology” (Springer, New York, 2012).
L2.
D. Bazin, I. Fechete, F. Garin, G. Barcaro, F. R. Negreiros, L. Sementa, A. Fortunelli, “Reactivity and
catalysis by nanoalloys”, in Nanoalloys: from Fundamentals to Emergent Applications, editore:
Florent Calvo (Elsevier, Amsterdam, 2013).
L3.
G. Barcaro, A. Caro, A. Fortunelli, “Alloys on the Nanoscale”, in Springer Handbook: Nanomaterials,
editore: R. Vajtai (Springer, Berlin, 2013).
6.3. Pubblicazioni su atti di congresso
C1.
G. Barcaro, A. Fortunelli, “The interaction of coinage metal clusters with the MgO(100) surface”,
Matter Materials and Devices (MMD) Meeting, 22 – 25 Giugno 2005, Genova (Italia).
C2.
G. Barcaro, A. Fortunelli, “The interaction of transition metal clusters with the (100) MgO surface”,
Workshop on Surface Nanopatterning, 30 Giugno – 1 Luglio 2005, Tirrenia, Pisa (Italia), organizzato
dalla European Science Foundation nell’ambito dei progetti EUROCORES SONS.
C3.
S. Olivier, G. Barcaro, A. Fortunelli, “An Atom-Atom potential for gold which includes directionality
effects”, Workshop on Surface Nanopatterning, 30 Giugno – 1 Luglio 2005, Tirrenia, Pisa (Italia),
organizzato dalla European Science Foundation nell’ambito dei progetti EUROCORES SONS.
C4.
G. Barcaro, A. Fortunelli, “DFT study of the interaction of small coinage metal clusters and extended
depositions with the regular and defected MgO(100) surface”, Scuola estiva “Self-organised
nanostructures”, 18 – 23 Luglio 2005, Cargese, Corsica (Francia), organizzato dalla European Science
Foundation nell’ambito dei progetti EUROCORES SONS.
C5.
G. Barcaro, E. Aprà, A. Fortunelli, “Density-functional global optimization studies of coinage metal
clusters on the regular and defected MgO(100) surface”, Self-Organized NanoStructures (SONS) –
Conference, 29 Giugno – 1 Luglio 2006, Pisa (Italia).
C6.
G. Barcaro, E. Aprà, A. Fortunelli, “Density-functional global optimization of coinage metal clusters
supported on the regular and Fs-defected MgO(100) surface: a study of structure and diffusion”,
Scuola Estiva “Metal Clusters and Surfaces”, 3 – 6 Luglio 2006, Tirrenia, Pisa (Italia), organizzata
dalla European Science Foundation nell’ambito dei progetti EUROCORES SONS.
C7.
L. O. Paz-Borbon, G. Barcaro, R. L. Johnston, A. Fortunelli, “DFT studies on the 34 –atom Pd-Pt
nanoclusters”, Scuola Estiva “Metal Clusters and Surfaces”, 3 – 6 Luglio 2006, Tirrenia, Pisa (Italia),
organizzata dalla European Science Foundation nell’ambito dei progetti EUROCORES SONS.
23
C8.
G. Barcaro, A. Fortunelli, “Metal clusters on the regular and defected MgO(100) surface: a theoretical
study of their structure and growth”, Workshop on Self-Organised NanoStructures (SONS), 31
Maggio – 1 Giugno 2007, Strasburgo (Francia).
C9.
G. Barcaro, A. Fortunelli, “A magic Pd-Ag binary cluster adsorbed on the Fs-defected MgO(100)
surface”, Faraday Discussion 138, Nanoalloys: From Theory to Applications, 3 – 5 Settembre 2007,
Birmingham (Regno Unito), premiato come miglior poster con lo “Skinner Prize”.
C10. A. Posada-Amarillas, L. O. Paz-Borbon, T. V. Mortimer-Jones, R. L. Johnston, G. Barcaro, A.
Fortunelli, “Computational Studies of the Structures and Energetics of PdPt Nanoalloy Clusters of 98
and 100 Atoms”, Faraday Discussion 138, Nanoalloys: From Theory to Applications, 3 – 5 Settembre
2007, Birmingham (Regno Unito).
C11. L. O. Paz-Borbon, R. L. Johnston, G. Barcaro, A. Fortunelli, “Structural motif competition and
segregation effects in 38-atom binary clusters”, Faraday Discussion 138, Nanoalloys: From Theory to
Applications, 3 – 5 Settembre 2007, Birmingham (Regno Unito).
C12. G. Barcaro, A. Fortunelli, P. Giannozzi, “Metal Adsorption on Nanostructured Ultra-thin Films: a
computational study”, DEISA Symposium, 28 – 29 Aprile 2008, Edinburgh (Regno Unito).
C13. G. Barcaro, A. Fortunelli, G. Rossi, R. Ferrando, “Exotic phases of metal-on-oxide nanodots and their
properties”, Nanotechnology for Sustainable Energy, a ESF Research Conference, 14 – 19 Giugno
2008, Innsbruck (Austria).
C14. G. Barcaro, A. Fortunelli, “First-principles parametrization of empirical potentials for free and
supported binary alloys: the case of PdPt (on CaO)”, Workshop on Computational Nanoalloys, 21 –
24 Settembre 2008, Tirrenia, Pisa (Italia).
C15. L. O. Paz-Borbon, R. L. Johnston, G. Barcaro, A. Fortunelli, “Chemisorption of CO and H on pure
and bimetallic clusters: a DFT approach”, Workshop on Computational Nanoalloys, 21 – 24
Settembre 2008, Tirrenia, Pisa (Italia).
C16. L. O. Paz-Borbon, F. Pittaway, R. L. Johnston, H. Arslan, R. Ferrando, C. Mottet, G. Barcaro, A.
Fortunelli, “A combined EP-DFT study of Pd-Au nanoalloys”, Workshop on Computational
Nanoalloys, 21 – 24 Settembre 2008, Tirrenia, Pisa (Italia).
C17. G. Barcaro, A. Fortunelli, R. Ferrando, G. Rossi, “Interface-Stabilized Phases of Metal-On-Oxide
Nanodots”, Winter Modeling 2008, 19 Dicembre 2008, Area della Ricerca del CNR di Pisa, Pisa
(Italia).
C18. G. Barcaro, A. Fortunelli, A. Gumbsch, M. G. Ramsey, S. Surnev, F. P. Netzer, “Theoretical analysis
of the Kondo effect in Cobalt atoms adsorbed on Cu surfaces”, Magnetism in Complex Systems, 16 –
19 Aprile 2009, Wien University of Technology, Vienna (Austria).
C19. G. Barcaro, A. Fortunelli, G. Rossi, R. Ferrando, “Exotic phases of Metal-on-Oxide Nanodots and
their properties”, School “Hands-on Tutorial ab initio molecular simulations: toward a first-principles
24
understanding of Materials Properties and Functions”, 21 Giugno – 1 Luglio 2009, Fritz Haber
Institute, Berlino (Germania).
C20. G. Rossi, A. C. Levi, Z. Kuntova, F. Nita, A. Jelea, C. Mottet, G. Barcaro, A. Fortunelli, J.
Goniakowski, R. Ferrando, “Structural properties of Oxide-Supported Metal Nanoparticles”,
European Conference On Surface Science (ECOSS), 30 Agosto – 4 Settembre 2009, Parma (Italia).
C21. G. Barcaro, A. Fortunelli, R. Ferrando, G. Rossi, “CoPt supported alloys: from nanodots to
nanowires”, European Conference On Surface Science (ECOSS), 30 Agosto – 4 Settembre 2009,
Parma (Italia). Presentazione orale.
C22. R. Ferrando, G. Barcaro, A. Fortunelli, “Oxide-supported gold nanocages”, European Conference On
Surface Science (ECOSS), 30 Agosto – 4 Settembre 2009, Parma (Italia).
C23. E. Cavaliere, I. Kholmanov, L. Gavioli, F. Sedona, G. Granozzi, G. Barcaro, A. Fortunelli, “Directed
assembly of Au and Fe Nanoparticles on TiOx/Pt(111) Ultrathin Templates: role of oxygen affinity
and metal/substrate interaction”, European Conference On Surface Science (ECOSS), 30 Agosto – 4
Settembre 2009, Parma (Italia).
C24. G. Barcaro, R. Ferrando, A. Fortunelli, “Structure and magnetic properties of oxide supported CoPt
nanoparticles”, Workshop CECAM “Nanoscale Alloys”, 13 – 16 Settembre 2010, Losanna (Svizzera).
Presentazione orale.
C25. G. Barcaro, A. Fortunelli, M. Polak, L. Rubinovich, “Theoretical approaches to predict structure and
chemical ordering in nanoalloys”, XVI Scuola Nazionale di Scienza dei Materiali, 27 Settembre – 2
Ottobre 2010, Bressanone, Bolzano (Italia).
C26. L. M. Molina, S. Lee, K. Sell, G. Barcaro, A. Fortunelli, B. Lee, S. Seifert, R. E. Winans, J. W. Elam,
M. J. Pellin, I. Barke, V. Von Oeynhausen, Y. Lei, R. J. Meyer, J. A. Alonso, A. Fraile-Rodriguez, A.
Kleibert, S. Giorgio, C. R. Henry, K. H. Meiwes-Broer, S. Vajda, “A joint experimental and
theoretical study of the partial oxidation of propylene to propylene oxide and acrolein on silver
nanoclusters”, XVI Scuola Nazionale di Scienza dei Materiali, 27 Settembre – 2 Ottobre 2010,
Bressanone, Bolzano (Italia).
C27. G. Barcaro, I. O. Thomas, A. Fortunelli, “First-principles calculations on the structure and properties
of ultrathin oxide films”, I Workshop su Fisica della Materia e Scienza dei Materiali Computazionali
al Dipartimento Materiali e Dispositivi del CNR, 21 – 22 Febbraio 2011, Roma (Italia). Presentazione
orale.
C28. G. Barcaro, D. Cheng, J. C. Charlier, M. Hou, A. Fortunelli, “Nucleation of graphitic nanostructures
on Ni(111)”, Workshop on First-Principles Computational Methodologies for Two Dimensional
Materials, Università di Lancaster, 14 – 16 Settembre 2011, Lancaster (UK).
C29. M. Cerbelaud, R. Ferrando, G. Barcaro, A. Fortunelli, “Optimization of chemical ordering in AgAu
nanoalloys”, COST MP 0903, Nanoalloy, WG1 Discussion Meeting, 2 – 3 Aprile 2011, Brno (CZ).
25
C30. G. Barcaro, A. Fortunelli, L. Rubinovich, M. Polak, “Patchy multishell segregation in Pd – Pt
nanoparticles”, COST MP 0903, Nanoalloy, WG1 Discussion Meeting, 2 – 3 Aprile 2011, Brno (CZ).
C31. M. Cerbelaud, G. Barcaro, A. Fortunelli, R. Ferrando, “Theoretical study of AuCu nanoalloys
adsorbed on MgO(001)”, COST MP 0903, Nanoalloy, WG1 Discussion Meeting, 2 – 3 Aprile 2011,
Brno (CZ).
C32. F. R. Negreiros, E. Aprà, G. Barcaro, L. Sementa, A. Fortunelli, “Vacancy diffusion on Ag-Pt
nanoclusters”, COST MP 0903, Nanoalloy, WG1 Discussion Meeting, 2 – 3 Aprile 2011, Brno (CZ).
C33. G. Barcaro, A. Fortunelli, L. Rubinovich, M. Polak, “Patchy multishell segregation in Pd – Pt
nanoparticles”, First International Training School on Nano Allos (ISNA), 20 – 26 Maggio 2012,
Tirrenia, Pisa (Italia).
C34. G. Barcaro, “Structural characterization of ultra-thin oxide phases on metal surfaces”, 16°
International Conference on Solid Films and Surfaces (ICSFS), 1 – 6 Luglio 2012, Genova (Italia).
Presentazione orale su invito.
7. Attività collegata all’insegnamento della Chimica - Fisica
Il sottoscritto ha partecipato alla preparazione e discussione di numerosi esercizi da utilizzarsi nelle
esercitazioni del corso di “Chimica Fisica II” della Laurea in Scienze Chimiche, all’interno della Facoltà di
Scienze Matematiche Fisiche e Naturali dell’Università di Pisa. Questa attività ha condotto alla
pubblicazione dei seguenti volumi:
1) S. Pizzanelli, G. Barcaro, D. Catalano, C. A. Veracini, “Dal Microscopico al Macroscopico”, ETS
(2008). Pagine 160.
2) G. Barcaro, C. A. Veracini, “Dalle Proprietà Molecolari Microscopiche alle Grandezze
Termodinamiche”, PLUS – Pisa University Press (2012). Pagine 180.
I due libri sopracitati costituiscono una panoramica della teoria ed una raccolta di esercizi risolti e discussi
attinenti alle seguenti tematiche:
-
Meccanica Quantistica e Spettroscopia;
-
Teoria Cinetica dei Gas;
-
Termodinamica Statistica (concetti generali);
-
Termodinamica Statistica, applicazione nel campo dell’equilibrio chimico, dello studio di sistemi
cristallini allo stato solido e alla teoria del complesso attivato.
Nel corso del secondo semestre dell’anno accademico 2011 – 2012, il sottoscritto ha condotto attività di
supporto alla didattica relativa al corso di “Laboratorio di complementi di Chimica Fisica II” per il Corso di
Laurea in Chimica, il cui docente ufficiale è il Prof. C. A. Veracini.
26
L’incarico è stato conferito mediante provvedimento del Preside di Facoltà di Scienze Matematiche, Fisiche
e Naturali in data 15 Febbraio 2012. La durata del contratto ha interessato il periodo fra le date del 27
Febbraio e 30 Maggio 2012.
8. Attività collegata ad esercitazioni nell’ ambito di scuole internazionali
Il sottoscritto ha altresì guidato alcune esercitazioni (Hands-on Session) di metodologie computazionali
presso la “First International Training School on Nano Allos (ISNA)”, tenutasi dal 20 al 26 Maggio 2012
presso Tirrenia (Pisa), come verificabile al seguente link: http://isna.pi.ipcf.cnr.it/corso-isna/info.
Pisa, 24 Ottobre 2013
Giovanni Barcaro
27

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