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)
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
P5BW1 “Potenziamento
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
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. Noce, Low 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
....................................