Projetos
1 - SPINTRÔNICA E MAGNETISMO
Descrição: A spintrônica, ao contrário da eletrônica convencional, onde apenas a carga do elétron é usada, explora o momento angular de spin dos elétrons para armazenar, codificar, acessar, processar e/ou transmitir informações. As descobertas seminais da área de spintrônica ocorreram no final do século XX e logo foram incorporadas em dispositivos de armazenamento de dados. O nanomagnetismo trata de fenômenos específicos no regime de tamanhos submicrométricos e lida com problemas científicos que
podem ser colocadas de maneira resumida como, (i) sintetizar, (ii) explorar e (iii) desenvolver materiais com propriedades magnéticas não usuais. Dentre estes materiais destacamos as nanoestruturas obtidas por técnicas “bottom-up” e “top-down” com propriedades otimizadas para conversão mútua spin-carga e desenvolvimento de dispositivos spintrônicos. Neste estágio, é fundamental determinar a relação entre as propriedades estruturais e magnéticas, tendo em vista que defeitos, segregação e contornos de grãos influenciam profundamente as propriedades e funcionalidades dos nano-dispositivos. Destacamos o
interesse em investigar materiais óxidos funcionais, materiais com intensa interação spin-órbita, materiais 2D, materiais quânticos, materiais magneto-elétricos, entre outros. Para que o projeto tenha sucesso, são necessárias condições adequadas de capital humano, de equipamentos e técnicas específicas. Neste caso, temos uma equipe formada por nove pesquisadores experientes, de quatro instituições diferentes, que interagem cientificamente há muitos anos, como mostram os artigos científicos publicados em coautoria. Além do caráter complementar da equipe, destacamos o elenco de técnicas de fabricação e caracterização de nanomateriais, bem como técnicas de caracterização de propriedades magnéticas. A metodologia a ser utilizada envolve a interação já estabelecida entre os membros da equipe, incluindo cooperação com estudantes através de coorientações de teses e dissertações de mestrado.
Situação: Em andamento; Natureza: Pesquisa.
Integrantes: Adolfo Franco Júnior - Coordenador / Eduardo Padrón Hernández - Integrante / Alexandre Ricalde Rodrigues - Integrante / Sergio Machado Rezende - Integrante / Antonio Azevedo da Costa - Integrante / Fernando Luis de Araujo Machado - Integrante / Gilvania Lucia da Silva Vilela - Integrante / Joaquim Bonfim Santos Mendes - Integrante / Michael Cabrera Baez - Integrante.
Financiador(es): Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico - Auxílio financeiro.
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2 - MATERIAIS MULTIFUNCIONAIS À BASE DE ÓXIDO DE ZINCO: PREPARAÇÃO, CARACTERIZAÇÃO E ESTUDO DAS PROPRIEDADES DIELÉTRICAS, MAGNÉTICAS E ÓPTICAS
Descrição: Estamos propondo neste projeto o desenvolvimento de pós nano estruturados e cerâmicas sistemas ZnO dopadas com íons de metais de transição (Cr, Mn) e terras raras (Ce, e Sm) preparados através do método da reação de combustão e do processo de hidrólises forçada. As propriedades estruturais, dielétricas, magnéticas e ópticas dos materiais serão exploradas por técnicas que permitem avaliar o potencial de aplicação na área de sensores e opto-eletrônicos, e em especial na área de multiferroicos. A pesquisa deve basear-se no desenvolvimento de novas técnicas para a preparação e o controle de parâmetros dielétricos, magnéticos e ópticos, elétricos de óxidos nano-estruturados e cerâmicas. A tecnologia para a preparação de cerâmicas densas será através da escolha adequada da rota de sinterização através de estudos de dilatometria térmica. Além disso, estudar-se-á novas composições e novas rotas de preparação de materiais óxidos que apresentem uma melhora nas
propriedades necessárias para suas aplicações tecnológicas. Com este projeto, pretende-se aumentar a produtividade dos pesquisadores envolvidos de forma a fortalecer os grupos de pesquisas e programa de pós-graduação envolvido e promover a fixação de jovens doutores em nanociência e nanotecnologia na região centro-oeste. Além disso, contribuirá para a formação de recursos humanos na área de preparação de materiais nano estruturados e caracterização de materiais com propriedades dielétricas, magnéticas e ópticas, passo importante no processo de descentralização da pesquisa experimental e teórica no Brasil.
Situação: Em andamento; Natureza: Pesquisa.
Integrantes: Adolfo Franco Júnior - Coordenador.
Financiador(es): Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico – Bolsa de Produtividade.
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3 - MATERIAIS MULTIFUNCIONAIS À BASE DE ÓXIDO DE ZINCO: PREPARAÇÃO, CARACTERIZAÇÃO E ESTUDO DAS PROPRIEDADES ELÉTRICAS E MAGNÉTICAS
Descrição: A relevância desse projeto de pesquisa está no fato de que o projeto possui potencial de desenvolvimento e aprimoramento de pesquisa e inovação. Os resultados alcançados poderão ser imediatamente usados para resolver algum problema prático no que se refere a substituição dos dispositivos feitos de materiais óxidos á base de chumbo. Também, o projeto tem aplicabilidade nas soluções para área de armazenamento de energia elétrica, eletricidade e/ou outras soluções energéticas. Devido as novas rotas de preparação o uso e aplicações do nióbio e produção de novos materiais baseados em nióbio, escalonáveis e reprodutíveis. Os materiais a serem estudados oferecem desafios importantes, tanto do ponto de vista do entendimento de mecanismos básicos envolvidos em suas propriedades, como de possíveis aplicações tecnológicas. A inserção do Nióbio nas matrizes de óxido de zinco proporcionará um incremento nas propriedades dielétricas desses materiais. Os resultados obtidos em anos recentes constituem indicação positiva quanto à capacitação e experiência da equipe, adequação
metodológica e de objetivos propostos.
Situação: Em andamento; Natureza: Pesquisa.
Integrantes: Adolfo Franco Júnior – Coordenador, Hermínia Veridiana dos Santos Pessoni e Silva (vice-coordenadora)
Financiador(es): A Fundação De Amparo À Pesquisa Do Estado De Goiás – FAPEG, Programa de Auxílio à Pesquisa Científica e Tecnológica - Aquisição de Equipamentos
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4 - INCT DE SPINTRÔNICA E NANOESTRUTURAS MAGNÉTICAS AVANÇADAS (INCT - SpinNanoMag)
Spintrônica, ao contrário da eletrônica convencional, onde apenas a carga do elétron é usada, explora o momento angular de spin dos elétrons para armazenar, codificar, acessar, processar e/ou transmitir informações. As descobertas seminais da área de spintrônica ocorreram no final do século XX e logo foram incorporadas em dispositivos de armazenamento de dados. O nanomagnetismo trata de fenômenos específicos no regime de tamanhos submicrométricos e lida com problemas científicos que podem ser colocadas de maneira resumida como, (i) sintetizar, (ii) explorar e (iii) desenvolver materiais com propriedades magnéticas não usuais. Dentre estes materiais destacamos as nanoestruturas obtidas por técnicas “bottom-up” e “top-down” com propriedades otimizadas para conversão mútua spin-carga e desenvolvimento de dispositivos spintrônicos. Neste estágio, é fundamental determinar a relação entre as propriedades estruturais e magnéticas, tendo em vista que defeitos, segregação e contornos de grãos influenciam profundamente as propriedades e funcionalidades dos nano-dispositivos. Destacamos o interesse em investigar materiais óxidos funcionais, materiais com intensa interação spin-órbita, materiais 2D, materiais quânticos, materiais magneto-elétricos, entre outros. Para que o projeto tenha sucesso, são necessárias condições adequadas de capital humano, de equipamentos e técnicas específicas. Neste caso, temos uma equipe formada por nove pesquisadores experientes, de quatro
instituições diferentes, que interagem cientificamente há muitos anos, como mostram os artigos científicos publicados em coautoria. Além do caráter complementar da equipe, destacamos o elenco de técnicas de fabricação e caracterização de nanomateriais, bem como técnicas de caracterização de propriedades magnéticas. A metodologia a ser utilizada envolve a interação já estabelecida entre os membros da equipe, incluindo cooperação com estudantes através de coorientações de teses e dissertações de mestrado.
Situação: Em andamento; Natureza: Pesquisa.
Integrantes: Adolfo Franco Júnior - Coordenador / Eduardo Padrón Hernández - Integrante / Alexandre Ricalde Rodrigues - Integrante / Sergio Machado Rezende - Integrante / Antonio Azevedo da Costa - Integrante / Fernando Luis de Araujo Machado - Integrante / Gilvania Lucia da Silva Vilela - Integrante / Joaquim Bonfim Santos Mendes - Integrante / Michael Cabrera Baez - Integrante.
Financiador(es): Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico - PROGRAMA INSTITUTOS NACIONAIS DE CIÊNCIA E TECNOLOGIA - INCT
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5 - MATERIAIS MULTIFERROICOS À BASE DE TITANATO DE BÁRIO (BTO): PREPARAÇÃO, CARACTERIZAÇÃO E ESTUDO DAS PROPRIEDADES ELÉTRICAS E MAGNÉTICAS
Descrição: O projeto de pesquisa propõe de forma geral o desenvolvimento de materiais no formato de cerâmicas densas e monocristais volumétricos à base da peroviskita titatano de bário (BTO), com fins de obtenção de multiferróicos (ferroeletricidade e ferromagnetismo) para aplicações tecnológicas. Para tanto, parte do projeto será dedicada à otimização das propriedades ferroelétricas relaxoras do BTO, visando produzir um material substituto dos ferroelétricos à base de Chumbo (PZT), largamente utilizados em capacitores cerâmicos e transdutores. A outra parte do projeto terá como foco a obtenção de ferromagnetismo emergente da matriz BTO, originalmente diamagnética, por meio de dopagens e codopagens com metais de transição e formação de compósitos com ferritas. As propriedades estruturais, morfológicas, elétricas e magnéticas destes materiais serão exploradas por técnicas experimentais que permitem avaliar o potencial de aplicação bem como entender e descrever os processos físicos responsáveis pelas propriedades macroscópicas. A caracterização teórica dos materiais no formato de monocristais, será realizada por meio de simulação computacional utilizando o método Density Functional Theory (DFT). O projeto pretende também implementar e deixar como patrimônio para a Universidade Federal de Goiás o arranjo para medidas de magnetocapacitância acoplado ao PPMS (Physical Property Measurement System), tornando o Instituto de Física desta instituição um ponto de referência para este tipo de caracterização no Brasil. Devido ao potencial de desmembramento em diversos subprojetos, a execução deste possibilitará a ampla formação de pessoal através de desenvolvimento de trabalhos de Iniciação Científica, Mestrado e Doutorado. Por fim, ao longo do desenvolvimento do projeto será possível fortalecer e estabelecer vínculos de colaboração com grupos de pesquisa nacionais e internacionais impactando positivamente na produção científica do Instituto de Física.
Situação: Em andamento; Natureza: Pesquisa.
Integrantes: Hermínia V. S. Pessoni - Coordenadora / Adolfo Franco Júnior - Vice-coordenador / Leandro Felix de Sousa Bufaiçal - Integrante / Andréia Luisa da Rosa - Integrante
