Attività Professionale

• 30 ottobre 2020 - : professore associato, Sapienza Università di Roma.

• 1 giugno 2016 - 29 ottobre 2020: professore (W2), RWTH Aachen, Aquisgrana, Germania.

• Giugno 2015 - maggio 2018: professore aggiunto, Università di Xi’an Jiaotong, Cina.

• 15 dicembre 2009 - 31 maggio 2016: professore junior, RWTH Aachen, Aquisgrana, Germania.

• 1 dicembre 2008 - 31 dicembre 2009: ricercatore postdoc, ETH Zurich, USI-Campus, Lugano, Svizzera.

• 1 settembre 2004 - 30 novembre 2008: ricercatore postdoc, SISSA, Trieste.

• 1 settembre 2004 - 30 novembre 2006: Visiting Scientist, ICTP, Trieste.

Formazione

• 9 giugno 2004: dottorato in fisica, Università di Amburgo, Germania.

• 9 febbraio 2000: laurea in fisica, Università di Genova.

Finanziamenti

• CoPI del progetto PNRR “Multi-disciplinary approach to multiscale modeling and its engineering applications” within CN1 - Spoke 6. Finanziamenti per il nostro progetto: 96.5 kEUR

• Principal investigator del progetto PRIN 2020 “NEuroMorPHic devices bASed on chalcogenIde heteroStructures (EMPHASIS)”. Finanziamento complessivo: 701 kEUR

• Principal investigator di tre progetti di ricerca finanziati dalla DFG (German Research Foundation) all'interno del Collaborative Research Center SFB 917 “Resistively Switching Chalcogenides for Future Electronics - Structure, Kinetics, and Device Scalability”, 2011-2023. Titoli dei miei progetti: “Crystallization Kinetics in Phase-Change Materials” (2011-2015), “Disruption and formation of resonant bonds in phase-change materials: from aging of the amorphous phase to hidden states in the crystal” (2015-2019), “Exploring the impact of bonding on switching kinetics” (2019-2020). Finanziamento complessivo per il mio gruppo: 700 kEUR

• Principal investigator del progetto di ricerca “Experimental and theoretical studies of phase-change Ge-Sb-Te alloys in the liquid state” finanziato dalla DFG , 2013-2016. Finanziamento complessivo per il mio gruppo: 169.7 kEUR

• Borsa CSC (China Scholarship Council) per un dottorato di ricerca sul progetto "Liquid-liquid phase transitions in phase-change materials", 2020-2023 (fondi: 48 kEUR)

• Borsa CSC (China Scholarship Council) per un dottorato di ricerca sul progetto "Computational screening of Anderson insulators", 2018-2021 (fondi: 48 kEUR)

• Borsa RWTH per un dottorato di ricerca sul progetto ”Ab Initio Simulations of Switching Processes in Chalcogenide Superlattices”, 2017-2020 (fondi: 50 kEUR)

• JARA-FIT Seed Fund “Defects in graphene quantum dots”, 2014-2015 (fondi: 46.9 kEUR)

• JARA-FIT Seed Fund “Large-scale density-functional-theory study of localization of donor electrons in phosphorus-doped silicon”, 2013-2014 (fondi: 49.5 kEUR)

• Borsa DAAD (German Academic Exchange Service) per un dottorato di ricerca sul progetto "First-principles simulations of phase-change materials", 2011-2014 (fondi: 36 kEUR) 

Computing time

• “Multi-scale simulations of kinetic properties and thermal transport of phase change materials”, 2024-2025. Tempo macchina sul cluster di Cineca "Leonardo": 6.45 × 106 core hours 

• “Ab initio simulations of phase-change heterostructures (SIMPCH)”, 2022-2023. Tempo macchina sul cluster di Cineca "Galileo100": 0.72 × 106 core hours

• “Atomistic study of the potential energy surface and the configurational entropy of the phase-change material GeTe (EntroPiC)”, 2021-2022. Tempo macchina sul cluster di Cineca "Galileo100": circa 1 × 106 core hours.

• JARA-HPC project “Ab-initio study of the inherent structures and the configurational entropy of liquid phase-change materials”, 2020-2021.  Tempo macchina sul cluster "Claix" presso l'RWTH Aachen: 16.35 × 106 core hours.

• JARA-HPC project “Ab-initio study of defects in phase-change materials”, 2020-2021.  Tempo macchina sul cluster "Claix" presso l'RWTH Aachen: 11.85 × 106 core hours.

• JARA-HPC project “Ab initio study of liquid-liquid phase transitions in semiconductors and phase-change materials”, 2019-2020.  Tempo macchina sul cluster "Claix" presso l'RWTH Aachen: 7.5 × 106 core hours.

• JARA-HPC project “Ab initio investigation of the structure-dynamics relation in phase-change materials”, 2019-2020.  Tempo macchina sul cluster "Claix" presso l'RWTH Aachen: 7.8 × 106 core hours.

• JARA-HPC project “Ab initio study of the electronic and kinetic properties of clean and Scandium-alloyed Sb2Te3”, 2018-2019.  Tempo macchina sul cluster "Claix" presso l'RWTH Aachen: 5.1 × 106  core hours.

• JARA-HPC project “Ab initio study of interfacial phase-change materials and thin chalcogenides”, 2016-2018.  Tempo macchina sul cluster "Claix" presso l'RWTH Aachen: 9.5 × 106 core hours.

• JARA-HPC project “Ab initio study of magnetic impurities, chains and monolayers on the topological insulator Sb2Te3”, 2016-2017.  Tempo macchina sul cluster "Claix" presso l'RWTH Aachen: 5 × 106 core hours.

• JARA-HPC project “Ab initio study of physical aging of amorphous GeSbTe alloys and doped Sb2Te alloys”, 2015-2016.  Tempo macchina sul cluster "Bull" presso l'RWTH Aachen: 4 × 106 core hours.

• JARA-HPC project “Defects and magnetism in Graphene nanostructures”, 2014-2016. Tempo macchina sul cluster "Bull" presso l'RWTH Aachen: 5.7 × 106 core hours.

• JARA-HPC project “Ab initio simulations of amorphous phase-change materials”, 2014-2015. Tempo macchina sul cluster "Bull" presso l'RWTH Aachen: 3.0 × 106 core hours.

• JARA-HPC project “Simulations of crystallization of phase-change alloys at the crystal-amorphous interface”, 2013-2014. Tempo macchina sul cluster "Bull" presso l'RWTH Aachen: 3.0 × 106 core hours.

• JARA-HPC project “Magnetic and electronic properties of Graphene nanostructures grown on various surfaces”, 2012-2013. Tempo macchina sul cluster "Bull" presso l'RWTH Aachen: 2.2 × 106 core hours.

• NIC project “Anderson localization in crystalline Ge2Sb2Te5”, 2011-2013. Tempo macchina sul cluster "JUROPA" presso il centro di ricerca FZ Jülich: approx. 0.5 × 106 core hours. 

Pubblicazioni e riassunto dei risultati scientifici

(aggiornato al 06.10.2024; Researcher ID: G-4502-2014)

• Articoli pubblicati su riviste internazionali "peer-reviewed": 102, inclusi articoli in Science (4), Nature Materials (3), Nature Reviews Materials (1), Advanced Materials (8), Nature Communications (3), Advanced Functional Materials (3), Physical Review Letters (5), Angewandte Chemie (1), Nano Energy (1), NPJ Computational Materials (3)

• Capitoli di libri: 2

Numero totale di citazioni: 28241 (Web of Science)

Numero medio di citazioni per articolo: 276.873 (Web of Science)

Indice di Hirsch (H):  36 (Web of Science)

Indice di H Normalizzato: 36 (H Index)/24 (Academic seniority) = 1.5 (Web of Science)

Attività di ricerca

È esperto in fisica computazionale dello stato solido, nanoscienze e fisica delle superfici. La sua ricerca attuale è fortemente incentrata su applicazioni emergenti nella tecnologia dell'informazione, il cui scopo è superare i limiti in termini di velocità, scalabilità e consumo energetico delle memorie e dei processori attuali. Il suo interesse principale sono i materiali a cambiamento di fase (in inglese "phase-change materials", abbreviato PCM) per applicazioni nei dispositivi di archiviazione dati e nella computazione neuromorfica. Ha dato contributi fondamentali alla comprensione delle proprietà fisiche dei PCM convenzionali e allo sviluppo di nuovi PCM caratterizzati da uno switching ultraveloce. E' stato sviluppatore di "Quantum Espresso", una suite di codici per il calcolo della struttura elettronica e per la modellizzazione dei materiali su scala nanometrica basati sulla teoria del funzionale densità. Ha dato contributi anche nel campo dei materiali bidimensionali, degli isolanti topologici, del trasporto in catene monoatomiche, della localizzazione di Anderson e della localizzazione debole e dei self-assembled monolayers di molecole organiche su superfici metalliche.

Invited Talks e Invited Lectures

42 invited seminars presso Università e istituti di ricerca

41 invited talks e lectures presso conferenze e scuole internazionali, incluse: Nature conference (2012), Spring Meeting e Fall Meeting della Materials Research Society (2014 e 2024), conferenza “Total Energy” (2015), conferenza E\PCOS (2017, 2022, 2024) 

Organizzazione di conferenze, attività editoriale e di referaggio  

• “E\PCOS – European Phase-Change and Ovonic Symposium 2023” conferenza tenutasi a Roma nei giorni di settembre 17-20, 2023. Ho organizzato questa conferenza insieme a Raffaella Calarco, Fabrizio Arciprete, Sara De Simone, Massimo Longo. La conferenza si è tenuta nel Dipartimento di Fisica dell'Università Sapienza di Roma 

• Simposio MRS “Phase-Change Materials and Applications” tenutosi presso lo Spring Meeting MRS del 2016, Phoenix (USA). Ruolo: Responsabile del comitato organizzatore 

• Simposio MRS “Phase-Change Materials for Memory, Reconfigurable Electronics and Cognitive Applications” tenutosi presso lo Spring Meeting MRS del 2015, San Francisco (USA). Ruolo: Membro del comitato organizzatore  

• JARA-FIT Nanoelectronics Days 2010, Aachen, October 2010. Ruolo: Membro della steering committee  

• Dal 2015 sono Editore della rivista Scientific Reports (Nature Publishing Group) nel campo della fisica della materia condensata

• Guest Editor per l'issue di settembre 2019 della rivista MRS Bulletin avente per tema “Phase-change materials for data storage and memory applications” 

• Referee per Science, Nature Materials, Nature Communications, Advanced Materials, Advanced Functional Materials, Scientific Reports, Physical Review Letters, Physical Review B, The Journal of Physical Chemistry, Computer Physics Communications, Physica Status Solidi, Surface Science

Premi e onorificenze

• Abilitazione Scientifica Nazionale Italiana (ASN 2017). Abilitazione per professore ordinario in fisica dello stato solido teorica (02/B2), 2017- 2028

• Professore aggiunto, Università di Xi’an Jiaotong, Cina (2015-2018)

• Corso GIAN tenuto presso l'Istituto IIT Indore (India), Febbraio 5-16, 2018 (titolo: “Fundamentals of solid state physics: from theoretical and computational concepts to recent applications in information technology”)

• Premio per presentazione eccellente, conferenza EPCOS (2014)

Supervisione degli studenti

• Supervisore principale di 10 dottorandi (7 dottorandi presso l'RWTH Aachen, 3 dottorandi presso la Sapienza), secondo supervisore di un dottorando presso l'RWTH Aachen (dal 2010 ad oggi)

• Supervisore principale di 10 tesi di laurea magistrale presso l'RWTH Aachen (2010-2020)

• Supervisore principale di 11 tesi di laurea triennale (10 studenti presso l'RWTH Aachen, 1 studente presso la Sapienza) (dal 2010 ad oggi)

Insegnamento

• Insegnamento di corsi obbligatori alla Sapienza Università di Roma: Meccanica (corso della triennale per studenti di fisica; ho tenuto questo corso 2 volte per ora), Condensed Matter Physics II (corso della magistrale per studenti di fisica), Fisica (corso della triennale per studenti di ingegneria gestionale; ho tenuto questo corso 2 volte), Laboratorio di Calcolo (corso della triennale per studenti di fisica; di questo corso sono stato esercitatore).

• Insegnamento di corsi obbligatori all'RWTH Aachen: Theoretical Solid State Physics (corso di master in inglese; ho tenuto questo corso 6 volte), Computational Physics (corso di master in inglese; ho tenuto questo corso 3 volte), Theoretical Physics III - Quantum Mechanics (corso di bachelor in tedesco)

• Insegnamento di corsi facoltativi all'RWTH Aachen: Density Functional Theory and Electronic Structure, Theory of Disordered Systems, Advanced Solid State Physics, Electronic Structure I 

Altre attività 

• Da marzo 2021: Coordinatore Accademico e Supervisore per la mobilità internazionale presso il Dipartimento di Fisica della Sapienza 

• Giuno 2016 – Ottobre 2020: Coordinatore dei gruppi teorici presso il Dipartimento di Fisica dell'RWTH Aachen. Fra i miei doveri c'era l'organizzazione dell'insegnamento dei corsi di fisica teorica per la laurea triennale e magistrale.

• Nel 2014-2015 sono stato coinvolto nella preparazione di un proposal per il nuovo computer cluster ad alte prestazioni “Cluster Aix-la-Chapelle (Claix)” at RWTH Aachen (il Chairman del progetto era Prof. Dr. Matthias Müller). Ho anche rappresentato i Departmenti di Fisica e Chimica durante il meeting per la valutazione del progetto. Il finanziamento del progetto è stato approvato nel 2015 (21.6 milioni di EUR).