17–18 Feb 2026
Europe/Rome timezone

Carbon Nanotube Assemblies for Sensitive, Non-Invasive Detection of Diluted Ion Beams

Speaker

Prof. Vittorio Bellani (Dipartimento di Fisica “A. Volta” Università di Pavia and INFN, Pavia, Italy)

Description

The MANIFOLD project (Multidimensional nANodevice archItectures For lOw-perturbation singLe ion Detection) introduces a cutting-edge detector for low-perturbation, high-resolution sensing of diluted H/He ion beams (100 keV–2 MeV). Using multiwalled carbon nanotubes (MWCNTs), it delivers submicrometric resolution with negligible beam disturbance.
Ions or single particles traverse a MWCNT-lined channel, inducing electromagnetic disturbances and secondary electron emission. These interactions generate a detectable signal, enabling highly sensitive, non-invasive detection without altering beam trajectory. This technology is particularly valuable for fundamental physics, materials analysis, and precision instrumentation.
Beyond proving feasibility, MANIFOLD optimizes the detector for real-world use, combining nanoscale engineering and advanced signal detection. The project seeks to redefine ion beam analysis, offering a minimally invasive solution that advances both scientific research and industrial applications. Its impact could transform fields where accuracy and minimal interference are critical.

Primary authors

Dr Federico Rapuzzi (Dipartimento di scienze Fisiche Informatiche e Matematiche, Università di Modena e Reggio Emilia and INFN, Modena, Italy) Dr Simone Restelli (Dipartimento di Fisica “A. Volta” Università di Pavia and INFN, Pavia, Italy) Dr Luca Camilli (Università di Roma Tor Vergata and INFN, Roma, Italy) Dr Matteo Campostrini (INFN Laboratori Nazionali di Legnaro, Italy) Dr Alberta Carella (Dipartimento di scienze Fisiche Informatiche e Matematiche, Università di Modena e Reggio Emilia and INFN, Modena, Italy) Dr Fabio De Matteis (Università di Roma Tor Vergata and INFN, Roma, Italy) Dr Valeria Demontis (INFN Pavia, Italy) Dr Andrea Fontana (INFN Pavia, Italy) Prof. Cosimo Lacava (Dipartimento di Ingegneria Industriale e dell'Informazione, Università di Paia and INFN Pavia, Italy) Dr Luca Nappi (Dipartimento di scienze Fisiche Informatiche e Matematiche, Università di Modena e Reggio Emilia and INFN, Modena, Italy) Prof. Luca Persichetti (Università di Roma Tor Vergata and INFN, Roma, Italy) Dr Valentino Rigato (INFN Laboratori Nazionali di Legnaro, Italy) Dr Carlo Roncolato (INFN Laboratori Nazionali di Legnaro, Italy) Dr Andrea Salamon (INFN Roma Tor Vergata, Roma, Italy) Prof. Matteo Salvato (Università di Roma Tor Vergata and INFN, Roma, Italy) Prof. Manuela Scarselli (Università di Roma Tor Vergata and INFN, Roma, Italy) Dr Valerio Vitali (Dipartimento di Ingegneria Industriale e dell'Informazione, Università di Paia and INFN Pavia, Italy) Prof. Francesco Rossella (Dipartimento di scienze Fisiche Informatiche e Matematiche, Università di Modena e Reggio Emilia and INFN, Modena, Italy) Prof. Vittorio Bellani (Dipartimento di Fisica “A. Volta” Università di Pavia and INFN, Pavia, Italy)

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