Vittorio Rispoli. Curriculum Vitae. Università degli Studi di Ferrara Dipartimento di Matematica via Machiavelli, Ferrara (FE)

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1 Vittorio Rispoli Curriculum Vitae Università degli Studi di Ferrara Dipartimento di Matematica via Machiavelli, Ferrara (FE) Dati anagrafici Posizione attuale Assegnista di ricerca presso il Dipartimento di Matematica dell Università di Ferrara. 1 Curriculum degli studi Titoli di studio Dottorato di Ricerca in Matematica conseguito l 11 Novembre 2011 presso l Università degli Studi di Padova. Titolo della tesi: Physical properties of Carbon Nanotubes by computational methods. Supervisor: Prof. Maria Morandi Cecchi, Università di Padova. Commissione scientifica nominata per la discussione della tesi: Prof. Fabio Marcuzzi, Università di Padova Prof. Nicola Guglielmi, Università dell Aquila Prof. Giovanni Russo, Università di Catania. Laurea Magistrale in Matematica (Classe LM-40) conseguita il 26 Ottobre 2007 presso l Università degli Studi di Pisa. Titolo della Tesi: I problemi di Posizionamento e di Irrigazione ottimi. Relatore: Prof. Giuseppe Buttazzo, Università degli Studi di Pisa. Controrelatore: Prof. Paolo Acquistapace, Università degli Studi di Pisa. Laurea Triennale in Matematica (Classe 32) conseguita il 27 Gennaio 2006 presso l Università degli Studi di Pisa. Titolo della Tesi: Il valore rendez-vous di uno spazio metrico. Relatore: Prof. Paolo Acquistapace, Università degli Studi di Pisa. Controrelatore Prof. Alberto Abbondandolo, Università degli studi di Pisa. Diploma di maturità scientifica conseguito in data 4 Luglio 2002 presso il Liceo Scientifico Alfano da Termoli a Termoli (CB). Esperienze all estero 1

2 Programma di studio all estero presso l Endo Laboratory, Istituto di Scienze e Tecnologie del Carbonio, Dipartimento di Ingegneria Elettrica ed Elettronica, Università di Shinshu, Nagano, Giappone. Periodo: dal 30 Agosto 2009 al 30 Novembre Finanziamenti ottenuti Contratto di ricerca presso il Dipartimento di Matematica dell Università degli Studi di Ferrara sul tema Realizzazione di un software Matlab per la simulazione di equazioni cinetiche per semiconduttori ; coordinatore Prof. L. Pareschi. Periodo: dal 20 Febbraio 2012 al 20 Marzo Borsa di Studio per il XXIII Ciclo del Dottorato di Ricerca in Matematica Computazionale, Università degli Studi di Padova. Periodo: dal 1 Gennaio 2008 al 31 Dicembre Finanziamento da: Dipartimento di Ingegneria dei Sistemi Meccanici, Facoltà di Ingegneria, Università di Shinshu, Nagano, Giappone. Periodo dal 30 Agosto 2009 al 30 Novembre Comunicazioni a Convegni e Seminari 1. V. Rispoli, Implicit-Explicit Runge-Kutta schemes for the Boltzmann-Poisson equation for semiconductors, 28 Giugno 2012, 14 th International Conference on Theory, Numerics and Applications of Hyperbolic Problems HYP2012, Padova; 2. V. Rispoli, IMEX schemes for the Boltzmann-Poisson system of semiconductors, workshop su Numerical Aspects of Hyperbolic Balance Laws and Related Problems, 27 Aprile 2012, Università di Ferrara; 3. V. Rispoli, Numerical simulations of the physical properties of Carbon Nanotubes, Seminari del NumLab, Dipartimento di Matematica Pura ed Applicata, 25 Maggio 2011, Padova; 4. V. Rispoli, Numerical simulation of the electrical behavior of Carbon Nanotubes, Seminario Dottorato, Dipartimento di Matematica Pura ed Applicata, 16 Febbraio 2011, Padova; 5. M. Morandi Cecchi, V. Rispoli, Numerical solution of electrons and phonons coupled dynamics in Carbon Nanotubes, X Congresso SIMAI (in collaborazione con SEMA), 24 Giugno 2010, Cagliari; 6. V. Rispoli, Carbon Nanotube Modeling for improved simulations, seminario presso il Dipartimento di Ingegneria dei Sistemi Meccanici, Università di Shinshu, 27 Novembre 2009, Nagano (Giappone); 7. V. Rispoli, Carbon Nanotubes Modeling by an algebraic point of view, Convegno GNCS 2009, 3 Febbraio 2009, Montecatini Terme (PT); 2

3 8. M. Morandi Cecchi, V. Rispoli, M. Venturin, An Atomic-Scale Finite Element Method for Single-Wall Carbon Nanotubes, IX Congresso SIMAI (in collaborazione con SIAM), 18 Settembre 2008, Roma. Partecipazione a Scuole e Convegni Giugno 2012, 14 th International Conference on Theory, Numerics and Applications of Hyperbolic Problems HYP2012, Padova; Giugno 2012, summer school su Discontinuous Galerkin Methods, Barcellona (Spagna); Aprile 2012, workshop su Numerical Aspects of Hyperbolic Balance Laws and Related Problems, Ferrara; Marzo 2012, spring school su Kinetic Theory and Fluid Mechanics, Lione (Francia); Giugno 2010, IX Congresso SIMAI (in collaborazione con SEMA), Cagliari; 9 11 Febbraio 2010, corso Ottimizzazione di codici scientifico-tecnici, presso il CASPUR, Roma; Giugno 2009, Scuola Estiva Dobbiaco, ODEs with Discontinuous Right-Hand Side: Theory and Applications, Dobbiaco (BZ); 3 5 Febbraio 2009, Convegno GNCS, Montecatini Terme (PT); 9 Ottobre 2008, Seminario Isogeometric Analysis: Toward Unification of Computer Aided Design and Finite Element Analysis, Prof. T. Hughes, Milano; Settembre 2008, IX Congresso SIMAI (in collaborazione con SIAM), Roma; Giugno 2008, Scuola Estiva Dobbiaco, Molecular Dynamics and Time Integration of PDEs, Dobbiaco (BZ); 6 Giugno 2008, Giornata INDAM, Padova. 2 Attività svolte e titoli Attività di ricerca Il lavoro di ricerca della tesi di Dottorato, sotto la supervisione della Prof.ssa Morandi Cecchi ha avuto come oggetto la simulazione, dal punto di vista computazionale con metodi di alto ordine per equazioni iperboliche (metodi WENO), delle proprietà fisiche dei Nanotubi di Carbonio (CNTs). Tale lavoro vuole essere un contributo alla viva e ricchissima ricerca, sia teorica che sperimentale, a livello mondiale riguardante le nanotecnologie e le loro numerose applicazioni. Successivamente mi sono occupato della costruzione di metodi Runge-Kutta di tipo Implicito-Esplicito (IMEX) nell ambito delle simulazioni di semiconduttori in collaborazione con il Prof. Pareschi. Nel seguito maggiori dettagli. 3

4 Durante lo svolgimento della tesi di dottorato, come primo argomento abbiamo studiato le proprietà meccaniche del nanotubi di carbonio (CNT). In un contesto di Meccanica Molecolare è stato possibile calcolare alcuni dei principali parametri strutturali caratterizzanti i CNT. Per la simulazione del comportamento meccanico di un singolo nanotubo, è stato considerato un modello continuo grazie al quale è stato possibile ottenere una accurata descrizione dei potenziali inter-atomici determinanti le interazioni tra gli atomi del nanotubo soggetto ad un carico esterno. Per il tipo di problema in esame, si è verificato che una buona approssimazione della fisica del problema è data da potenziali di tipo armonico. Ai fini della soluzione del sistema, per prima cosa si sono sfruttate le proprietà geometriche dei nanotubi (in particolar modo quelle di simmetria) grazie alle quali è stato possibile ridurre notevolmente le dimensioni del problema. Per lo svolgimento delle simulazioni numeriche è stato usato l Atomic Scale Finite Element Method, grazie al quale è stato possibile risolvere in maniera efficiente il problema nella sua evoluzione temporale. E stato infine possibile calcolare i valori del modulo di Young, del rapporto di Poisson, del modulo di rigidità ed altre importanti caratteristiche strutturali dei nanotubi di carbonio. Il secondo argomento preso in esame sono state le proprietà elettriche dei nanotubi. Abbiamo approfondito i meccanismi di generazione della corrente all interno di un nanotubo metallico e abbiamo simulato numericamente la dinamica degli elettroni per calcolare i valori della corrente al variare dell intensità del potenziale elettrico applicato. Per simulare il comportamento elettrico dei nanotubi è stato necessario studiare la dinamica accoppiata di elettroni e fononi, questi ultimi generati durante l evoluzione temporale del sistema. L introduzione dei fononi nel modello è servita per catturare alcuni fenomeni quantistici presenti nel sistema studiato, tra cui, ad esempio, i processi di scattering elettrone-fonone, che influenzano in maniera significativa il moto degli elettroni e, in ultima analisi, i valori calcolati della corrente. Sono stati studiati nanotubi di tipo metallico poiché questo, grazie anche all alto livello di simmetria dei nanotubi, ha permesso di poter affrontare un problema con uno spazio delle fasi abbastanza ridotto. La dinamica accoppiata di elettroni e fononi è stata simulata tramite equazioni cinetiche di trasporto di tipo Boltzmann, con le quali abbiamo descritto l evoluzione temporale delle distribuzione delle particelle. I risultati ottenuti mostrano ottimo accordo confrontati con i dati sperimentali a disposizione in letteratura; le simulazioni basate sul modello migliorato hanno mostrato, inoltre, maggiore efficienza computazionale, soprattutto in termini di tempi di esecuzione. Dopo la tesi di Dottorato ho iniziato una collaborazione con il Prof. Pareschi sulla costruzione di metodi numerici accurate i nel caso di equazioni cinetiche per semiconduttori con scale multiple. In tale ambito si è considerata l equazione di Boltzmann per semiconduttori nel limite diffusivo e si sono applicate tecniche numeriche di integrazione temporale basate su metodi Runge-Kutta di tipo additivo composti da due schemi, uno esplicito ed uno diagonalmente implicito. Tali metodi sono usualmente chiamati metodi Impliciti-Espliciti (IMEX) ed hanno l importante proprietà di risolvere la stiffness del problema senza richiedere la risoluzione di sistemi di equazioni nonlineari di grandi dimensioni, come nel caso di metodi completamente impliciti. Elenco delle pubblicazioni 4

5 G. Dimarco, L. Pareschi, V. Rispoli, Asymptotic-preserving schemes for the semiconductor Boltzmann-Poisson system in the drift-diffusion limit, work in preparation; G. Dimarco, L. Pareschi, V. Rispoli, Implicit-Explicit Runge-Kutta schemes for the Boltzmann-Poisson equation for semiconductors, proceedings of the HYP2012 conference, to be published by the American Institute of Mathematical Sciences (AIMS). To appear; V. Rispoli, Kinetic modeling of Carbon Nanotubes electrics with self consistent determination of electron-phonon coupling constants, Phys. Rev. B. Submitted, M. Morandi Cecchi and V. Rispoli, Numerical solution of electrons and phonons coupled dynamics in carbon nanotubes, Communications in Applied and Industrial Mathematics, doi: /journal.caim.379 (2011) ISSN: M. Morandi Cecchi, V. Rispoli and M. Venturin, An Atomic-Scale Finite Element Method for Single-Wall Carbon Nanotubes, Applied and Industrial Mathematics in Italy III, editori R. Spigler, E. De Bernardis and V. Valente, volume 82 delle Series on Advances Mathematics for Applied Sciences, pages World Scientific Singapore (2009) ISSN: Attività didattica laboratorio del corso di Metodi e Modelli Numerici, secondo semestre A.A. 2011/2012, Università di Ferrara, Dipartimento di Matematica; in collaborazione con Giacomo Albi. 3 Altre attività Da Dicembre a Maggio 2011 ho partecipato allo sviluppo del software per il sito di servizi web (sia su desktop che su piattaforme mobili) JackSms (divenuto in seguito FreeSmee In tale occasione ho avuto l occasione di studiare a fondo i temi legati al parsing e all interpretazione del linguaggio naturale (prevalentemente italiano) e della ricerca semantica sul web, al fine di sviluppare l algoritmo per il funzionamento della piattaforma. Tale studio mi ha portato anche ad affrontare le tematiche alla base della programmazione per il linguaggio naturale e del tema di assoluta attualità SEO (Search engine optimization). Autorizzo il trattamento dei dati contenuti in questo Curriculum vitae per ogni fase di selezione ai sensi dell articolo n.13 del D.L.gs n.196 Ferrara, In fede, 5