Curriculum attività scientifica e didattica

 

Giovanni Carapella

via Trescine 5,  82030-Foglianise  (BN)

Tel: 089-965381

Fax: 089- 965390

e-mail: giocar@sa.infn.it

 

Dati personali

Stato civile: Celibe

Nazionalità: Italiana

Luogo di nascita: Foglianise (BN)

Data di nascita: 10/7/1967

Residenza: Foglianise (BN)

Servizio militare: Assolto (1993-1994)

Codice Fiscale: CRP GNN 67L10D644T

 

Studi

Maturità Scientifica  (56/60)

Conseguita nel  1986 presso il Liceo Scientifico Statale di Telese (BN)

Laurea in Fisica  (110/110 e lode )

Conseguita nel 1993  presso l'Università degli Studi di Salerno  (SA)

Titolo tesi di laurea: Stabilità e dinamica in giunzioni Josephson lunghe con condizioni al contorno asimmetriche

Dottorato di Ricerca in Fisica

Sede amministrativa Università degli studi di Salerno (SA)

Titolo tesi di dottorato: Stacks di due giunzioni Josephson lunghe con geometria double-overlap: teoria ed esperimenti

Esame finale superato il 16/05/1998 presso Università degli studi di Roma "Tor Vergata"

 

Posizione attuale

Ricercatore INFM a tempo determinato  III livello (decorrenza 1/11/01)

 

Esperienza di Ricerca

 

L’attività di ricerca è stata fondamentalmente incentrata sulla progettazione, realizzazione e studio sperimentale/teorico-fenomenologico di dispositivi superconduttivi basati su giunzioni tunnel Josephson, con particolare riferimento alla dinamica dei quanti di flusso in essi coinvolta e alle loro proprietà nel range delle microonde.

Durante la tesi di laurea, e’ stato affrontato il problema dell’interazione elettromagnetica tra una giunzione lunga e un risonatore a microonde, argomento di interesse per la tematica generale dell’aggancio in fase di oscillatori Josephson. L’argomento e’ stato affrontato sia sperimentalmente che numericamente, con lo sviluppo di una teoria multimode dedicata allo specifico problema di giunzione con accoppiamento asimmetrico alla radiazione a radiofrequenza.

 Durante la tesi di dottorato, la ricerca e’ stata soprattutto incentrata su stacks di due giunzioni Josephson lunghe, un argomento inquadrato nella fenomenologia generale della fisica dei multistrati superconduttivi, ivi compresi i materiali ad alta Tc della famiglia del BSSCO. I risultati principali delle ricerche svolte in questa area comprendono contributi alla sistemazione teorica del corrente modello induttivo usato per descrivere il sistema,  l’analisi di interazione statica tra le giunzioni, la prima osservazione sperimentale di stati legati flussone-antiflussone , e lo studio di fenomeni di sincronizzazione di oscillazioni di cavita’ nel sistema.

La ricerca su strutture Josephson accoppiate si e’ poi indirizzata su arrays planari di giunzioni lunghe e a stacks di arrays, che ha portato alla osservazione e studio di stringhe di flussoni omopolari in moto coerente  e a stringhe di flussoni-antiflussoni  in strutture accoppiate di giunzioni Josephson, oltre a fenomeni di sincronizzazione di oscillazioni Josephson, rilevanti per la generazione di segnali a microonde fino al lontano infrarosso.

Uno studio su  una struttura SQUID a tre giunzioni lunghe ha portato alla osservazione di eccitazioni con contenuto frazionario.

E’ stata inoltre affrontata la dinamica dei quanti di flusso in potenziali assegnati. Risultato rilevante in questo campo e’ stata la realizzazione e dimostrazione dell’effetto ratchet per quanti di flusso relativistici.

Tra le attività piu’ specificamente sperimentali, sono da annoverare l’implementazione e lo sviluppo di processi di fabbricazione, come  l’elaborazione di un nuovo processo di fabbricazione per giunzioni tunnel basato su bilayer Nb/Al. In questo campo sono state realizzate con successo le prime strutture a tre terminali a due giunzioni o a multigiunzioni, oltre a eterestrutture, tra le quali la prima realizzazione di un contatto Josephson su un film del nuovo materiale superconduttivo MgB2.

Parte dell’attivita’ di ricerca, e’ stata inoltre incentrata sullo studio e realizzazione di strutture superconduttive a microstriscia operanti nel range a microonde. In particolare la ricerca si  e’ svolta su realizzazione e caratterizzazione di filtri passabanda superconduttivi in banda X, di interesse per le comunicazioni satellitari.

 

Oltre all'attività di ricerca, ha svolto incisiva attività di sviluppo e potenziamento delle strutture di laboratorio. In particolare ha implementato la sezione di test per lo studio di filtri superconduttivi, progettando inserti criogenici adeguati, test fixtures in banda X, e automatizzando il sistema di acquisizione dati.

Inoltre ha implementato un apparato di misura a basso rumore per lo studio di proprietà di trasporto sia in dc che a radiofrequenza di strutture tunnel in elettronica superconduttiva.

Ha curato la ristrutturazione del laboratorio di fabbricazione film metallici sottili e la ristrutturazione della camera fotolitografica per patterning film sottili e litografia submicrometrica con electron scriber.

Ha curato il potenziamento del laboratorio didattico di Elettronica/Acquisizione dati

 

 

 

Esperienza di formazione

 

2/01/95 al 2/04/95: Borsa di studio INFM Pic-Stride Italia 91701618, sul tema: Multistrati compatti                           Nb/AlOx/Nb, presso UdR INFM di Salerno.

31/10/94 al 31/10/97: Dottorato di Ricerca in Fisica, Dipartimento di  Fisica Università di Salerno.

1/2/1996 al 31/3/96 - 1/6/96 al 30/9/96:  Ospite alla  Technical University of Denmark (DK) per attività di ricerca concernente tesi di Dottorato di Ricerca .   

1/01/98 al 5/12/98:   Borsa  di ricerca post-doc INFM su tema: Filtri passabanda superconduttivi (Progetto Sud), presso UdR INFM di Salerno.

5/12/1998 al 31/10/99: Borsa di studio post-doc, Area Fisica, Cofinanziata Fondo Sociale Europeo presso Dipartimento di Fisica Università di Salerno.

1/11/99 al 1/11/01: Assegno di Ricerca su tema: "Applicazioni della superconduttività a telecomunicazioni ed elettronica veloce", presso Dipartimento di Fisica Università di Salerno.

1/11/01 al 30/11/02: Ricercatore a tempo determinato INFM, presso UdR Salerno.

1/12/02 ad oggi: Ricercatore Universitario FIS03, presso Dipartimento Fisica Università di Salerno

 

Esperienza didattica

 

1995-2002: Collaborazione alla supervisione di sei tesi di laurea in Fisica e una di dottorato  in Fisica (supervisione Prof. G. Costabile).

1998: Formazione in laboratorio di due gruppi di studenti del corso di Laboratorio di Fisica II del corso di laurea in Fisica

2002: Formazione in laboratorio di un gruppo di studenti del corso di Laboratorio di Fisica II del corso di laurea in Fisica

2000-2001: Supporto ad attività didattica del corso di Fisica generale I ad Ingegneria ( Prof. J. Quartieri) e  commissione esami Fisica Generale I del corso di laurea in  Informatica ( Prof. G. Costabile, Prof. C. Noce).

2001 Tutor interno di 5 studenti del Master in "Gestione dell' Innovazione", c/o Dip. Fisica Università di Salerno

2001-2002: Supporto ad attivita di didattica e commissione esami moduli LabFis1, LabFis2, LabFis6 del corso di laurea in Fisica (prof. G. Costabile)

2002-2003 –Relatore di una Tesi di laurea in Fisica

2004-2007 –Supervisore una tesi di Dottorato in Fisica

2004: Titolare del corso di Laboratorio di Fisica B: Acquisizione dati, corso di laurea in Fisica.

 

 

Altre esperienze formative

 

Collaborazione ai progetti:

 

ex-60% “Multistrati ibridi basati su superconduttori” (2002)

ex-60% “Multistrati ibridi basati su superconduttori” (2001)

ex-60% “Multistrati e superreticoli  superconduttori” (2000)

ex-60% “Multistrati e superreticoli  superconduttori” (1999)

Progetto Sud INFM “ SUPERTEL” (1998-1999)

Progetto Pais INFM  “Josephson electrodynamics under fast laser pumping” (2000-ad oggi)

MURST COFIN98 “Dinamica e termodinamica di flussoni in films e strutture superconduttive” (1998-2000)

SE-02/CL C14  P2 INSTM “Filtri per stazioni base di telefonia mobile ed altri dispositivi basati su superconduttori ad alta Tc” (2000-ad oggi)

Cluster 26 CIPE /Workpackage P5BW1Potenziamento della struttura di realizzazione, caratterizzazione e test di dispositivi superconduttori basati su materiali ad alta temperatura critica” (2000-ad oggi)

 

Giugno 1999- Marzo 2000, Responsabile laboratorio di fotolitografia del Dipartimento di Fisica dell'Università di  Salerno.

 Dicembre 2000- Dicembre-2001: Responsabile di un fondo Giovani Ricercatori presso il Dipartimento Fisica Università Salerno.

 

Partecipante al Centro di Competenza Regionale  (Regione Campania) sui Materiali Funzionali.

Dal Maggio 2004 -Partecipante al CRS Coherentia>

 

Esperienza Professionale

 

Da Ottobre 2000,   Referee per la rivista internazionale: Physical Review B

Da Gennaio 2001, Referee per la rivista internazionale: Physical Review Letters

Da Gennaio 2002, Referee per la rivista internazionale: PHYSICA C

Da Maggio 2002, Referee per la rivista internazionale: Applied Physics Letters

 Da Luglio  2002, Referee per la rivista internazionale: Physical Review E

Da Settembre  2002, Referee per la rivista internazionale: Journal of Physics A: Mathematical and General

Da Settembre  2003, Referee per la rivista internazionale: Superconducting Science and Technology

 

Partecipazione a Scuole e Conferenze

 

 

 

1.Scuola Nazionale di Superconduttività, Porto Marghera (VE), 16-26 May 1995.

2.Congresso Nazionale di Fisica della Materia, Castel dell'Ovo (NA), 29 May-1 June 1995.

3.European Conference on Applied Superconductivity (EUCAS '95), Edinburgh, Scotland , 3-6 July 1995.

4.Nonlinear Coherent Structures in Physics and Biology, Heriot-Watt University, Edinburgh 10-15 July 1995.

5.Scuola Nazionale di Fisica della Materia, Villa Gualino (TO), 2-12 October 1995.

6.Superconduttività Felix, Napoli (Città della Scienza) 23 December 1996 (talk).

7.NATO Advanced Study Institute (ASI) on Applications of  Superconductivity, Hotel Alexandra, Loen, 8-20 June 1997.

8.European Conference on Applied Superconductivity (EUCAS '97), Koningshof  Conference Centre, Eindhoven, The Netherlands, 30 June-3 July 1997 .

9.Nonlinear dynamics in Josephson Junctions, Marina di Camerota, 25-28 October 1998 (talk).

10.Superconduttività Felix, Baronissi (Università di Salerno), 22 Dicembre 1998.

11.International workshop on semiconducting and superconducting materials (WSS1), Torino (Politecnico di Torino), 17-19 February 1999

12.European Conference on Applied Superconductivity (EUCAS '99), Sitges , Barcelona, Spain, September 14-17 1999.

13.Superconduttività Felix, Napoli (Politecnico), 20 Dicembre 1999

14.EURESCO on Future Perspectives of Superconducting Josephson Devices, Acquafredda di Maratea, Italy, July 1-6 2000

15.Applied Superconductivity Conference (ASC00), Virginia Beach, VA, USA, September 17-22 2000.

16.Superconduttivita Felix, Napoli (Istituto motori del CNR), 22 Dicembre 2000.

17.European Conference on Applied Superconductivity (EUCAS2001), Thechnical University of Denmark, Lyngby, DK, 26-30 August 2001.

18.Ruthenate and rutheno-cuprate materials: theory and experiments, Vietri (SA), 25-27 October 2001.

19.Superconduttività Felix, Baronissi (SA) 22 December 2001.

20.SATT11, Congresso Nazionale di Superconduttività, Vietri (SA), 19-22 March 2002.

21. European Conference on Applied Superconductivity (EUCAS’03)  Sorrento, September 2003

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Elenco dei lavori scientifici

 

A) Lavori a stampa non pubblicati:

 

1) A-1 G. Carapella, "Stabilità e dinamica in giunzioni Josephson lunghe con condizioni al contorno asimmetriche", tesi di laurea in Fisica, Salerno, Maggio (1993), pp. 123.

2) A-2 G. Carapella, "Stacks di due giunzioni Josephson lunghe con geometria double overlap: teoria ed esperimenti", tesi di Dottorato di Ricerca in Fisica, Salerno, Febbraio (1998), pp. 178.

 

 

B) Lavori pubblicati su riviste internazionali

 

   P. Barbara, G. Costabile, L. Cappetta and G. Carapella, " Stability of the Zero Voltage state in Long Josephson Junctions coupled to a Microwave Resonator", Physica B, 194 (1994) 67

 

G. Carapella, G. Costabile, A. Petraglia, N.F. Pedersen, and J. Mygind, "Phase locked fluxon-antifluxon states in stacked Josephson junctions", Appl. Phys. Lett. 69, 1300 (1996).

G. Carapella, G. Costabile, J. Mygind, N.F. Pedersen and A.Petraglia, "External magnetic field and self-field effects in stacked long Josephson junctions", Czech. J. Phys. 46 (S2), 667 (1996).

G. Carapella, G. Costabile, R. De Luca, S. Pace, A. Polcari, C. Soriano, "Josephson equations for the simplest superconducting multilayer system", PHYSICA C 259, 349 (1996)

 

 G. Carapella and G. Costabile, "Mutual phase-locking on resonant flux-flow steps in stacked long Josephson junctions",  Appl. Phys. Lett. 71, 3409 (1997).

G. Carapella, R. De Luca, A. Polcari, C. Soriano, " Second nearest neighbour Josephson coupling in layered superconducting structures", Physics Letters A  227, 250 (1997).

G. Carapella, G. Costabile, M. Manscher and M. Nordhan, "Experimental evidence for phase locked states in stacked long Josephson junctions", J. of Low Temp. Phys.  106, 345 (1997).

G. Carapella, G. Costabile, G. Filatrella, M. Manscher, J.  Mygind, M. Nordhan, N.F. Pedersen, and  A.Petraglia, Mutual phase-locking  of fluxons in stacked long Josephson junctions: Simulations and Experiments, IEEE Trans. Appl. Sup. 7,  2411 (1997).

 

G. Carapella and G. Costabile, "Observation of voltage-locked  states in strongly coupled stacked Josephson junctions", Appl. Phys. Lett. 72, 377 (1998).

G. Carapella, G. Costabile, S. Sakai, N. F. Pedersen, "Maximum supercurrent in two Josephson-junction stacks: Theory and experiment", Phys. Rev. B 58, 6497 (1998).

 G. Carapella, G. Costabile, and  P. Sabatino, "Coherent motion of homopolar solitons in parallel arrays of long Josephson junction",  Phys Rev. B 58, 15094 (1998).

 

G. Carapella , "Fluxon-antifluxon state in stacked Josephson junctions", Phys. Rev. B,  59, 1407 (1999).

G. Carapella, G. Costabile, and P. Sabatino, "Flux flow steps in a triangular cell of long Josephson junctions", Appl. Phys. Lett. 74, 90 (1999).

 G. Carapella, G. Costabile, and P. Sabatino, "Zero field and flux flow excitations in a triangular cell of long Josephson junctions", Phys. Rev. B  59, 14 040 (1999).

G. Carapella, G. Costabile,  N. F. Pedersen, and S. Sakai,"Interaction induced by nonuniform self-fields in stacks of two long Josephson junctions", IEEE Trans. Appl. Sup. 9,  3953 (1999).

 G. Carapella, G. Costabile,  N. F. Pedersen, and J. Mygind,"Microwave radiation from zero field singularities in stacks of two long Josephson junctions", IEEE Trans. Appl. Sup. 9, 4558 (1999).

 

G. Carapella and G. Costabile, "Satellite Fiske steps in Josephson oscillators driven by microwaves", Phys. Rev. B 61, 1516  (2000).

 G. Carapella, G. Costabile, R. Latempa, and G. Filatrella, and J. Mygind " Linear and nonlinear excitations in two-stacks of parallel arrays of long Josephson junctions",  Phys. Rev. B 62, 9095 (2000).

G. Carapella, G. Costabile, and R. Latempa, "Experimental investigation of double-barrier SINIS (superconductor-insulator-normal-insulator-superconductor) structures", J. Phys.: Condens. Matter 12 (2000) L1-L7.

 G. Carapella, G. Costabile, and R. Latempa, "Coherent fluxon motion in parallel arrays of long Josephson junctions", PHIL. MAG. B 80, 857 (2000).

G. Costabile, G. Carapella, R. Latempa, G. Filatrella, P. Caputo, N. Martucciello, and S. Pagano, "Fluxon  dynamics and resonances in stacked arrays",  Inter. Journal of Modern Physics B 14, 3026 (2000).

  P. Caputo, G. Costabile, G. Carapella, R. Latempa, G. Filatrella, N. Martucciello, and S. Pagano, "Phase locking and ac amplification of small junctions" , Inter. Journal of Modern Physics B 14, 3098 (2000).

 

 G. Carapella, "Relativistic flux quantum in a field-induced deterministic ratchet", Phys. Rev. B 63, 54515 (2001).

G. Carapella and G. Costabile, "Ratchet effect: Demonstration of a relativistic flux-quantum diode", Phys. Rev. Lett. 87, 077002 (2001).

G. Carapella, G. Costabile, R. Latempa, N. H. Rasmussen, and J. Mygind, "Microwave radiation from two-stacked arrays of long Josephson junctions",  IEEE Trans. Appl. Sup. 11, 1203 (2001).

 M. L. Della Rocca, C. Attanasio, G. Carapella, L. V. Mercaldo, M. Salvato, and L. Maritato, "Realization and characterization of tunnel junctions based on Nb/CuMn multilayers"  Sup. Science and Techn. 14, 794 (2001).

 

 

G. Carapella, N. Martucciello, G. Costabile, C. Ferdeghini, V. Ferrando, and G. Grassano,  "Josephson effect in Nb/AlO/Al/MgB2 large area thin film heterostructures", Appl. Phys. Lett. 80, 2949 (2002).

M. L. Della Rocca, C. Attanasio, G. Carapella, L. V. Mercaldo, M. Salvato, and L. Maritato, "Tunnel measurements on Nb/CuMn multilayers based planar junctions", PHYSICA C  369, 317  (2002).

L. V. Mercaldo, M. L. Della Rocca, G. Carapella, C. Attanasio, M. Salvato, and L. Maritato, "Tunnel junctions based on superconducting/magnetic multilayers",  PHYSICA C 372-376, 31 (2002).

 G. Carapella, G. Costabile, N. Martucciello, M. Cirillo, R. Latempa, A. Polcari, and G. Filatrella, "Experimental realization of a relativistic fluxon ratchet", cond/mat 0112467, PHYSICA C 382, 337 (2002).

  G. Carapella, N. Martucciello, and G. Costabile, Experimental investigation of  flux motion in exponentially shaped Josephson junctions,  Phys. Rev. B 66, 134531  (2002).

 

 

A. Vecchione, D. Zola, G. Carapella, M. Gombos, S. Pace, G. Costabile, C. NoceLow frequency transport measurements in GdSr2RuCu2O8, Eur. Phys. J. B 31, 151 (2003).

G. Carapella, N. Martucciello, G. Costabile, C. Ferdeghini, V. Ferrando, and G. Grassano, "Nb/AlO/Al/MgB2 large area thin films heterostructures: possible observation of tunneling from both dirty and clean limit MgB2", Inter. Journ. Of Modern Phys. B 17, 751 (2003).

 R. Latempa, G. Carapella, G. Costabile, G. P. Pepe, L. Parlato, and A. Ruotolo, "Magnetic field controlled superconducting -resistive and resistive-superconducting transitions in fully hysteretic Josephson junctions",  Inter. Journ. Of Modern Phys. B  17, 757 (2003).

Vecchione, D. Zola, G. Carapella, M. Gombos, S. Pace, G. Costabile, C. Noce," Analysis of ac transport measurements in GdSr2RuCu2O8", Inter. Journ. Of Modern Phys. B 17,  910 (2003).

 

 

C) Lavori pubblicati in volumi di proceedings di conferenze

 

G.Carapella, G.Costabile, A. Petraglia, N. F. Pedersen,"Phase locked states in  stacked Josephson      junctions", IOP  158, 551 (1997), pp. 4.

G. Carapella, G. Costabile , G. Filatrella, and R. Latempa, "Two-stacks of parallel arrays of long Josephson junctions", in "Applied Superconductivity 1999",  IOP 167, 765 (2000), pp. 4.

 G. Carapella, G. Costabile, and R. Latempa, "Effects induced by microwaves on SINIS junctions", in "Applied Superconductivity 1999", IOP 167  285 (2000), pp. 4

 G. Carapella and G. Costabile, "Long Josephson junctions in a field-induced deterministic ratchet", web-proceeding of EURESCO conference on Future perspective of Josephson devices, Maratea (2000), pp. 4. URL: www.ing.univaq.it/energeti/research/Fisica/Proc1.htm  

G. Costabile and G. Carapella, "Arrays of stacked long Josephson junctions", web-proceeding of EURESCO conference on Future perspective of Josephson devices, Maratea (2000), pp. 4

       URL: www.ing.univaq.it/energeti/research/Fisica/Proc1.htm  

 

D) Contributi a libri su invito

 

 G. Carapella and G. Costabile, "Coupled structures of Long Josephson Junctions",  in "Nonlinear science at the dawn of the 21th century", P. L. Christiansen, M. P. Soerensen and A. Scott, eds, Springer-Verlag, (Heidelberg 2000), pp. 103-119.

 

E) Lavori in corso di stampa

 G. Carapella, R. Latempa, F. Russo, and G. Costabile, to appear proceedings EUCAS 2003.

 R. Latempa, G. Carapella, G. Costabile, G. P. Pepe, L. Parlato, and A Ruotolo, to appear proceedings EUCAS 2003.

G. Carapella,  F. Russo, R. Latempa, and G. Costabile,  Preparation and read-out of a Josephson vortex in a double-well potential, Phys. Rev. B, MsCode BK9049,

 

F) Lavori sottomessi a riviste

 

 

Baronissi, 10 Luglio 2004

 

Dr. Giovanni Carapella

 

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