Laboratory for Epitaxial Nanostructures on Silicon and Spintronics

Affiliated Institutions

Andrea Ballabio

PhD student


tel:Como: +39 031 332 7307
fax:Como: +39 031 332 7617
address:Politecnico di Milano
Polo di Como
Via Anzani 42
22100 Como
office:Via Anzani T.02

Andrea Ballabio

Main Research Interest


  1. M. Valentini, O. Sagi, L. Baghumyan, T. de Gijsel, J. Jung, S. Calcaterra, A. Ballabio, J. A. Servin, K. Aggarwal, M. Janik, T. Adletzberger, R. S. Souto, M. Leijnse, J. Danon, C. Schrade, E. Bakkers, D. Chrastina, G. Isella, and G. Katsaros: Parity-conserving Cooper-pair transport and ideal superconducting diode in planar germanium, Nature Communications 15, 169 (2024).
  2. G. M. Vanacore, D. Chrastina, E. Scalise, L. Barbisan, A. Ballabio, M. Mauceri, F. La Via, G. Capitani, D. Crippa, A. Marzegalli, R. Bergamaschini, and L. Miglio: Nanostructured 3C-SiC on Si by a network of (111) platelets: a fully textured film generated by intrinsic growth anisotropy, Phys. Chem. Chem. Phys. 24, 24487 (2022).
  3. V. Falcone, A. Ballabio, A. Barzaghi, C. Zucchetti, L. Anzi, F. Bottegoni, J. Frigerio, R. Sordan, P. Biagioni, and G. Isella: Graphene/Ge microcrystal photodetectors with enhanced infrared responsivity, APL Photonics 7, 106102 (2022).
  4. D. Jirovec, P. M. Mutter, A. Hofmann, A. Crippa, M. Rychetsky, D. L. Craig, J. Kukucka, F. Martins, A. Ballabio, N. Ares, D. Chrastina, G. Isella, G. Burkard, and G. Katsaros: Dynamics of hole singlet triplet qubits with large g-factor differences.Phys. Rev. Lett. 128, 126803 (2022).
  5. C. Ciano, J. Frigerio, J. Kuttruff, A. Mancini, A. Ballabio, D. Chrastina, V. Falcone, M. D. L. Baldassarre, J. Allerbeck, D. Brida, L. Zeng, E. Olsson, M. Virgilio, and M. Ortolani: Toward high-performance and reliable Ge channel devices for 2 nm node and beyond, 2021 46th International Conference on Infrared, Millimeter and Terahertz Waves (IRMMW-THz) 2021, 9567195 (2021).
  6. J. Frigerio, C. Ciano, J. Kuttruff, A. Mancini, A. Ballabio, D. Chrastina, V. Falcone, M. De Seta, L. Baldassarre, J. Allerbeck, D. Brida, L. Zeng, E. Olsson, M. Virgilio, and M. Ortolani: Second harmonic generation in germanium quantum wells, ACS Photonics 8, 3573 (2021).
  7. D. Jirovec, A. Hofmann, A. Ballabio, P. M. Mutter, G. Tavani, M. Botifoll, A. Crippa, J. Kukucka, O. Sagi, F. Martins, J. Saez-Mollejo, I. Prieto, M. Borovkov, J. Arbiol, D. Chrastina, G. Isella, and G. Katsaros: A singlet triplet hole spin qubit in planar Ge, Nature Mater. 20, 1106 (2021).
  8. J. Frigerio, C. Ciano, A. Ballabio, D. Chrastina, J. Allerbeck, J. Kuttruff, L. Zeng, E. Olsson, D. Brida, G. Isella, M. Virgilio, and M. Ortolani: Mid-infrared second harmonic generation in Ge/SiGe coupled quantum wells.In 2020 IEEE Photonics Conference (IPC), 1--2 (2020). [ DOI ]
  9. S. Prucnal, , M. O. Liedke, X. Wang, M. Butterling, M. Posselt, J. Knoch, H. Windgassen, E. Hirschmann, Y. Berencén, L. Rebohle, M. Wang, E. Napoltani, J. Frigerio, A. Ballabio, G. Isella, R. Hübner, A. Wagner, H. Bracht, M. Helm, and S. Zhou: Dissolution of donor-vacancy clusters in heavily doped n-type germanium, New J. Phys. 22, 123036 (2020).
  10. J. Pedrini, P. Biagioni, A. Ballabio, A. Barzaghi, M. Bonzi, E. Bonera, G. Isella, and F. Pezzoli: Broadband control of the optical properties of semiconductors through site-controlled self-assembly of microcrystals, Opt. Express 28, 24981 (2020).
  11. A. Barzaghi, S. Firoozabadi, M. Salvalaglio, R. Bergamaschini, A. Ballabio, A. Beyer, M. Albani, J. Valente, A. Voigt, D. J. Paul, L. Miglio, F. Montalenti, K. Volz, , and G. Isella: Self-assembly of nanovoids in si microcrystals epitaxially grown on deeply patterned substrates, Cryst. Growth Des. 20, 2914 (2020).
  12. R. Milazzo, C. Carraro, J. Frigerio, A. Ballabio, G. Impellizzeri, D. Scarpa, A. Andrighetto, G. Isella, and E. Napolitani: Ex-situ doping of epitaxially grown Ge on Si by ion-implantation and pulsed laser melting, Appl. Surf. Sci. 509, 145277 (2020).
  13. C. Zucchetti, A. Ballabio, D. Chrastina, S. Cecchi, M. Finazzi, M. Virgilio, G. Isella, and F. Bottegoni: Probing the in-plane electron spin polarization in Ge/Si0.15Ge0.85 multiple quantum wells, Phys. Rev. B 101, 115408 (2020).
  14. A. Bashir, R. W. Millar, K. Gallacher, D. J. Paul, A. D. Darbal, R. Stroud, A. Ballabio, J. Frigerio, G. Isella, and I. MacLaren: Strain analysis of a Ge micro disk using precession electron diffraction, J. Appl. Phys. 126, 235701 (2019).
  15. A. Ballabio, S. Bietti, A. Scaccabarozzi, L. Esposito, S. Vichi, A. Fedorov, A. Vinattieri, C. Mannucci, F. Biccari, A. Nemcsis, L. Toth, L. Miglio, M. Gurioli, G. Isella, and S. Sanguinetti: GaAs epilayers grown on patterned (001) silicon substrates via suspended Ge layers, Sci. Reports 9, 17529 (2019).
  16. A. Ballabio, J. Frigerio, S. Firoozabadi, D. Chrastina, A. Beyer, K. Volz, and G. Isella: Ge/SiGe parabolic quantum wells, J. Phys. D: Appl. Phys. 52, 415105 (2019).
  17. A. De Iacovo, A. Ballabio, J. Frigerio, L. Colace, and G. Isella: Design and simulation of Ge-on-Si photodetectors with electrically tunable spectral response, J. Lightwave Technol. 37, 3517 (2019).
  18. Q. Liu, J. M. Ramírez, V. Vakarin, D. Benedikovic, C. Alonso-Ramos, J. Frigerio, A. Ballabio, G. Isella, L. Vivien, and D. Marris-Morini: 7.5-μm wavelength fiber-chip grating couplers for Ge-rich SiGe photonics integrated circuits.In R. G. Baets, P. O'Brien, and L. Vivien (eds.), Silicon Photonics: From Fundamental Research to Manufacturing, volume Proc. SPIE 10686, 106860O (2018).
  19. J. Frigerio, A. Ballabio, M. Ortolani, and M. Virgilio: Modeling of second harmonic generation in hole-doped silicon-germanium quantum wells for mid-infrared sensing, Opt. Express 26, 31861 (2018).
  20. D. Marris-Morini, V. Vakarin, J. M. Ramirez, Q. Liu, A. Ballabio, J. Frigerio, M. Montesinos, C. Alonso-Ramos, X. Le Roux, S. Serna, D. Benedikovic, D. Chrastina, L. Vivien, and G. Isella: Germanium-based integrated photonics from near- to mid-infrared applications, Nanophotonics 7, 1781 (2018).
  21. J. M. Ramírez, V. Vakarin, Q. Liu, J. Frigerio, A. Ballabio, X. Le Roux, D. Benediktovic, C. Alonso-Ramos, G. Isella, L. Vivien, and D. Marris-Morini: Ge-rich graded-index Si1-xGex devices for MID-IR integrated photonics, Proc. SPIE Int. Soc. Opt. Eng. 10537, 105370R (2018).
  22. Q. Liu, J. M. Ramirez, V. Vakarin, X. Le Roux, A. Ballabio, J. Frigerio, D. Chrastina, G. Isella, D. Bouville, L. Vivien, C. A. Ramos, and D. Marris-Morini: Mid-infrared sensing between 5.2 and 6.6 μm wavelengths using Ge-rich SiGe waveguides, Opt. Mater. Express 8, 1305 (2018).
  23. A. Bashir, K. Gallacher, R. W. Millar, D. J. Paul, A. Ballabio, J. Frigerio, G. Isella, D. Kriegner, M. Ortolani, J. Barthel, and I. MacLaren: Interfacial sharpness and intermixing in a Ge-SiGe multiple quantum well structure, J. Appl. Phys. 123, 035703 (2018).
  24. S. Prucnal, J. Frigerio, E. Napolitani, A. Ballabio, Y. Berencén, L. Rebohle, M. Wang, R. Böttger, M. Voelskow, G. Isella, R. Hübner., M. Helm, S. Zhou, and W. Skorupa: In situ ohmic contact formation for n-type Ge via non-equilibrium processing.Semicond. Sci. Technol. 32, 115006 (2017).
  25. F. Biccari, L. Esposito, C. Mannucci, A. G. Taboada, S. Bietti, A. Ballabio, A. Fedorov, G. Isella, H. von Känel, L. Miglio, S. Sanguinetti, A. Vinattieri, and M. Gurioli: Site-controlled natural GaAs(111) quantum dots fabricated on vertical GaAs/Ge microcrystals on deeply patterned Si(001) substrates, Nanosci. Nanotechnol. Lett. 9, 1108 (2017).
  26. J. Frigerio, V. Vakarin, P. Chaisakul, A. Ballabio, D. Chrastina, M. Leone, X. Le Roux, L. Vivien, G. Isella, and D. Marris-Morini: Electro-refraction in standard and symmetrically coupled Ge/SiGe quantum wells, Nanosci. Nanotechnol. Lett. 9, 1123 (2017).
  27. V. Vakarin, J. M. Ramírez, J. Frigerio, A. Ballabio, X. Le Roux, Q. Liu, D. Bouville, L. Vivien, G. Isella, and D. Marris-Morini: Ultra-wideband Ge-rich silicon germanium integrated Mach--Zehnder interferometer for mid-infrared spectroscopy, Optics Lett. 42, 3482 (2017).
  28. V. Vakarin, P. Chaisakul, J. Frigerio, A. Ballabio, J. M. Ramírez, X. Le Roux, J. R. Coudevylle, L. Vivien, G. Isella, and D. Marris-Morini: Polarization insensitive Ge-rich silicon germanium waveguides for optical interconnects on silicon.In P. Cheben, J. Čtyroký, and I. nigo Molina-Fernández (eds.), Integrated Optics: Physics and Simulations III, volume Proc. SPIE 10242, 102420T (2017).
  29. J. M. Ramírez, V. Vakarin, P. Chaisakul, J. Frigerio, A. Ballabio, C. Gilles, D. Chrastina, Q. Liu, G. Maisons, X. Le Roux, L. Vivien, M. Carras, G. Isella, and D. Marris-Morini: Ge-rich SiGe waveguides for mid-infrared photonics, Proc. SPIE Int. Soc. Opt. Eng. 10108, 1010812 (2017).
  30. J. M. Ramírez, V. Vakarin, J. Frigerio, P. Chaisakul, D. Chrastina, X. Le Roux, A. Ballabio, L. Vivien, G. Isella, and D. Marris-Morini: Ge-rich graded-index Si1-xGex waveguides with broadband tight mode confinement and flat anomalous dispersion for nonlinear mid-infrared photonics, Opt. Express 25, 6561 (2017).
  31. K. Gallacher, A. Ballabio, R. W. Millar, J. Frigerio, A. Bashir, I. MacLaren, G. Isella, M. Ortolani, and D. J. Paul: Mid-infrared intersubband absorption from p-Ge quantum wells grown on Si substrates, Appl. Phys. Lett. 108, 091114 (2016).
  32. J. M. Ramírez, V. Vakarin, M. Rahman, P. Chaisakul, X. Le Roux, L. Vivien, D. Marris-Morini, D. Chrastina, J. Frigerio, A. Ballabio, and G. Isella: Broadband single mode SiGe graded waveguides with tight mode confinement for mid-infrared photonics.In IEEE Photonics North, 1 (2016).
  33. V. Vakarin, P. Chaisakul, J. Frigerio, A. Ballabio, X. Le Roux, J. R. Coudevylle, L. Vivien, G. Isella, and D. Marris-Morini: Silicon germanium on graded buffer as a new platform for optical interconnects on silicon.In H. Schröder and R. T. Chen (eds.), Optical Interconnects XVI, volume Proc. SPIE 9753, 975309 (2016).
  34. J. Frigerio, V. Vakarin, P. Chaisakul, A. Ballabio, D. Chrastina, X. Le Roux, L. Vivien, G. Isella, and D. Marris-Morini: Electro-absorption and electro-refraction in Ge/SiGe coupled quantum wells.In L. Vivien, L. Pavesi, and S. Pelli (eds.), Silicon Photonics and Photonic Integrated Circuits V, volume Proc. SPIE 9891, 989113 (2016).
  35. R. W. Millar, K. Gallacher, J. Frigerio, A. Ballabio, A. Bashir, I. MacLaren, G. Isella, and D. J. Paul: Analysis of Ge micro-cavities with in-plane tensile strains above 2%, Opt. Express 24, 4365 (2016).
  36. K. Gallacher, A. Ballabio, R. W. Millar, A. Samarelli, J. Frigerio, D. Chrastina, G. Isella, L. Baldassarre, M. Ortolani, E. Sakat, P. Biagioni, and D. J. Paul: Mid-infrared intersubband absorption in p-Ge/SiGe quantum wells grown on Si.In IEEE 12th Int. Conf. Group IV Photonics, 15--16 (2015).
  37. V. Vakarin, P. Chaisakul, J. Frigerio, A. Ballabio, X. Le Roux, J.-R. Coudevylle, D. Bouville, D. Perez-Galacho, L. Vivien, G. Isella, and D. Marris-Morini: Sharp bends and Mach--Zehnder interferometer based on Ge-rich-SiGe waveguides on SiGe graded buffer, Opt. Express 23, 30821 (2015).

Copyright © 2010 L-NESS Como