Departamento de Eletrônica Quântica

Linhas de Pesquisa

1.

Texturização a laser de cilindros para laminação industrial. Trata-se de trabalho de aplicação tecnológica com o uso de laser em cilindros de laminação de chapas de aço para fins automotivos e aparelhagem doméstica. Este processo entra em substituição à texturização por jatos de granalha com enormes vantagens (Aprovada pelo Departamento/Conselho Científico em 03/1993).

2.

Estereolitografia em três dimensões a laser: Protótipos industriais. Corresponde à construção de peças tridimensionais pelo método de litografia-térmica em 3D com o laser atuando na região do infravermelho. Em primeira instância as atividades orientam-se para a produção de peças pequenas de uso na indústria médica, odontológica e biológica (Aprovada pelo Departamento/Conselho Científico em 03/1993).

3.

Controle paramétrico do processamento de materiais. É feita uma simulação computadorizada aplicando-a à estruturas estratificadas. Um estudo do perfil tridimensional de profundidade da temperatura em sólidos aquecidos por laser pulsado é desenvolvido (Aprovada pelo Departamento/Conselho Científico em 01/1989).

4.

Modelização termodinâmica do processo de microfusão a laser. Desenvolve-se modelo antálpico para obtenção autoconsistente da distribuição de temperatura num sólido aquecido a laser, com excursões térmicas que podem atravessar uma ou mais fronteiras de transições de fase (Aprovada pelo Departamento/Conselho Científico em 01/1989).

5.

Processamento de materiais com laser. Ensaios em filmes suportados de material colestérico para examinar seu comportamento termográfico evanescente policromático; aspectos do crescimento termo-oxidativo de camadas de óxido de titânico na superficie aquecida a laser desses filmes; estudo de ablação a laser com resultados no processamento com um laser de ND:YAG de filmes auto-suportados de diamente sintético obtidos via CVD (Aprovada pelo Departamento/Conselho Científico em 01/1989).

6.

Fenômenos Ultra-rápidos. Efeito Stark óptico em vidros dopados com semicondutores: com pulsos de 10 femtossegundos mede-se o deslocamento do espectro de absorção de um vidro dopado com nanocristais de Cd(Se,S) devido ao campointenso de um pulso de bombeio de 60 fs e determina-se o momento dipolar da transição interbandas no semicondutor; medidas de tempo de relaxação de femtossegundos de vidros dopados com "quantum dots" de CdTe fabricados no grupo e extendendo o estudo para levar em consideração o alargamento espectral inhomogêneo devido à distribuição estatística de tamanhos dos nanocristais; com pulsos de 10 fs observa-se o efeito de formação de buracos espectrais ("hole burning") induzidos por um pulso de 60 fs (Aprovada pelo Departamento/Conselho Científico em 08/1982).

7.

Vidros Dopados com Quantum Dots. Novos processos de fabricação de vidros dopados com quantum dots. Técnicas de caracterização tamanhos e sua distribuição na verificação da presença de quantum dots. São realizadas medidas de crescimento "in situ" utilizando espalhamento de luz sincrotônica de baixo ângulo de quantum dots;medidas de Espalhamento Raman para medida do tamanho dos quantum dots a partir da estrutura espectral na regiãodo pico Boson; medidas de espectroscopia modulada por campo elétrico e espectroscopia de excitação por fotoluminescência para a determinação da estrutura de níveis de energia de confinamento quântico (Aprovada pelo Departamento/Conselho Científico em 09/1980).

8.

Novos Materiais Vítreos -. Pesquisa e desenvolvimento de processos de síntese de vidros e fabricação de estruturas de guia de onda com aplicações em dispositivos de óptica integrada e chaveamento óptico. a) Vidros dopados com semicondutores(VDS): processos de fabricação de sistemas de vidros com maior capacidade de fusão, fusão e síntese de vidro base, tratamentos e técnicas para síntese e controle do tamanho de microcristalitos semicondutores;b)Vidros óxidos de metais pesados e de transição(VOMP& MT): sistemas de vidros com chumbo e bismuto e vidros dopados com metais de transição como Érbio e Itérbio, para aplicações em dispositivos de óptica integrada ativos(com ganho):c)Guias de onda por troca iônica(VTI):monta- gem de sistema visando a fabricação de dispositivos de guias de onda e de ópticaintegrada bem como de sistema de caracterização (Aprovada pelo Departamento/Conselho Científico em 06/1981).

9.

Estudo e caracterização de filmes finos magnéticos. As técnicas da Ressonância Ferromagnética convencional e fototermicamente modulada são aplicadas para estudar filmes finos magnéticos. Os objetivos consistem em verificar as propriedades magnéticas defilmes mono ou multicamadas e determinar a qualidade dos filmes em função dos diferentes métodos de preparação. A técnica permite obter "imagens" isto é, a distribuição espacial das propriedades magnéticas das amostras, lateralmente e na espessura. Têm sido estudados sistemas de camadas de ferro e cobalto crescidas em diferentes substratos como vidros e silício e fitas magnéticas de gravação. Amostras multicamadas de Cobalto/Paládio submetidas a diferentes doses de implantação de Ar têm sido caracterizadas (Aprovada pelo Departamento/Conselho Científico em 07/1985).

10.

Caracterização de materiais de interesse tecnológico. Vários materiais de interesse tecnológico como semicondutores, cerâmicos, vidros, polímeros, materiais catalíticos e outros, têm sido estudados por nós aplicando-se diversas técnicas fototérmicas, entre elas a fotoacústica, o Efeito Miragem e a reflexão térmica, juntamente com a ressonância paramagnética eletrônica. Desenvolvem-se estudos das diferentes fases de preparação de catalisadores zeolíticos utilizados na conversão de hidrocarbonetos e na oxidação de monóxido de carbono. A distribuição espacial de temperatura em lasers de semicondutores é determinada permitindo verificar a eficiência do seu funcionamento. Outro exemplo refere-se ao estudo do grau de reticulação de polímeros quando sujeitos a tratamentos químicos com dicumila (Aprovada pelo Departamento/Conselho Científico em 07/1985).

11.

Estudos não destrutivos de materias biológicos. Dois grandes projetos desenvolvem-se nessa área: estudo de café torrado e estudo da atividade fotossintética de folhas vegetais. No primeiro aplicam-se espectroscopia fotoacústica, a ressonância magnética e medidas de constante dielétrica na determinação de adulterantes no café em pó torrado e no estudo da eficiência de diversos tipos de embalagem. No segundo projeto, um acompanhamento "in vivo" "in situ" e em tempo real da atividade fotossintética de folhas de milho, soja, eucalípto e de outras plantas de interesse é realizado não destrutivamente, utilizando-se a fotoacústica. Através de estudos de adapatação ao escuro, com a posterior indução fotossintética, estudam-se qualidades genéticas de plantas de milho do ponto de vista da sua capacidade produtiva e, também, características da ad aptabilidade de plantas jovens (Aprovada pelo Departamento/Conselho Científico em 07/1985).

12.

Espectroscopia de Chamas e Instrumentação. Estudos da extinção de radiação laser por particulados em suspensão em chamas de hidrocarbonetos; estudo da formação de fuligem; cinética das reações em chamas de hidrocarbonetos: detecção de radicaispor espectroscopia; espectroscopia de ressonância magnética por laser (LRM):estudo de radicais livres e íons moleculares; estudo de deposição de diamante sintético em superfícies metálicas e sua caracterização por Espalhamento Raman; são desenvolvidos dispositivos periféricos para deposição e caracterização de diamante sintético por chamas (Aprovada pelo Departamento/Conselho Científico em 07/1976).

13.

Laser e Aplicações. Busca e identificação de novas linhas laser no infravermelho longínquo (IVL) e espectroscopia das transições de bombeamento (IV) e emissão (IVL); espectroscopia de radicais livres de interesse atmosférico: aplicação de laser IVL na medida da concentração de radicais livres; especroscopia fotoacústica a laser para a detecção de poluentes atmosféricos; medidas de frequência de linhas laser IVL; espectroscopia optogalvânica de alta resolução com lasers de corante; estudos de novos materiais para lasers de estado sólido; espectroscopia de feixe atômico de cálcio; lasers de diodo duplicados em freq uência e aplicados a metrologia de tempo e frequência, estudo do Efeito Faraday em sólidos (Aprovada pelo Departamento/Conselho Científico em 05/1974).

14.

Estudo de compostos e ligas metálicas. Determinam-se propriedades magnéticas, elétricas e térmicas de materiais metálicos: estudam-se compostos à base de Cério e Urânio que apresentam diversos efeitos em diferentes temperaturas tais como transições anti ou ferromagnéticas, supercondutividade, efeito Kondo, etc. Obtém-se informações a respeito da estrutura eletrônica desses materiais, de seu campo cristialino, da competição entre interações de curto ou longo alcance, etc. Aplicam-se as técnicas da Ressonância Paramagnética Eletrônica, medida da susceptibilidade magnética, da resistividade elétrica, tensão termoelétrica e de calor específico (Aprovada pelo Departamento/Conselho Científico em 10/1980).

15.

Estudo de materiais ferromagnéticos e outros. Medidas de magnetização e de ressonância ferromagnética são realizadas em diversos compostos como Nd(2)Fe(17)e LaCaMnO no sentido de sua caracterização e determinação de propriedades como a temperatura de transição ferromagnética; magnetoresistência (AC,DC), curvas de saturação, de histerese, campos de anisotropia, etc., e em função da temperatura (Aprovada pelo Departamento/Conselho Científico em 10/1980).

16.

Plasma de Baixa Temperatura, Plasma Térmico. Pesquisa teórica e experimental na área do Plasma Térmico: 1) estudo do "attachment" da descarga elétrica em eletrodos; 2) erosão de eletrodos; 3) diagnóstico do plasma; 4) modelamento do plasma; 5) desenvolvimento de tochas de plasma; 6) estudo e desenvolvimento de aplicações do plasma; 7) estudo de mercado para aplicações do plasma; 8) plasmodinâmica; 9) geração de energia por MHD; 10) desenvolvimento de instrumentação em plasma térmico, fontes de potência, etc (Aprovada pelo Departamento/Conselho Científico em 08/1971).

17.

Plasma Astrofísico. Oscilaçõese e instabilidades magnetohidrodinâmicas em arcos e proeminências solares; estudo da configuração de campo magnético do Sol e as flutuações naturais (Aprovada pelo Departamento/Conselho Científico em 03/1974).

18.

Fusão Termonuclear Controlada (FTN). Simulações e desenvolvimento analíticos relativos a FTN, dentro do projeto do novo tokmak brasileiro TCA; geração de correntes em tokamaks por onda híbrida inferior; desenvolvimento de diagnósticos ópticos para tokamaks: interferometria com laser de CO(2) para medida temporal e espacial da densidade eletrônica do plasma na máquina TC-1, espalhamento Thomson com laser de rubi para medida local da temperatura e densidade eletrônica do plasma em TC-1, diagnóstico ultra-violeta no vácuo com espectrômetro para a medida local e temporal da temperatura iônica do plasma em TC-1 (Aprovada pelo Departamento/Conselho Científico em 04/1983).

19.

Estudos de Defeitos. Estudos de defeitos em isolantes e em semicondutores cristalinos e amorfos, por exemplo, impurezas de terras-raras no semicondutor PbTe utilizando RPE e susceptibilidade magnética (Aprovada pelo Departamento/Conselho Científico em 09/1975).

20.

Física Atômica e Molecular (Radiação de Plasmas). Utiliza-se uma máquina apropriada para a geração de átomos altamente ionizados com análises no ultra-violeta de vácuo utilizados para o estudo e catalogamento de novos níveis energéticos e transições atômicas; medidas da eficiência de transferência de energia em um Theta-Pinch (Aprovada pelo Departamento/Conselho Científico em 12/1986).

21.

Momentos magnéticos localizados em matrizes metálicas. Trabalhos em filmes finos, compostos intermetálicos, metais simples, cerâmicas, etc. com interesse em estudar os efeitos de campo cristalino, interações hiperfinas, supercondutividade e vidros de spin, utilizando-se, fundamentalmente a ressonância magnética eletrônica e a susceptibilidade magnética (Aprovada pelo Departamento/Conselho Científico em 06/1974).

22.

Estudos de Grafites Intercalados. Estudos por RPE e susceptibilidade magnética como, por exemplo, do íon Mn(2+) em AlCl(3) sob intercalação no grafite (Aprovada pelo Departamento/Conselho Científico em 06/1974).

23.

Estudos sobre Materiais Biológicos. Aplicação da RMN pulsada para a determinação de tempos de relaxação em tecidos cancerígenos, estudos de diversos tipos de sementes, determinação de gordura e estados de gelatinização em alimentos, determinação não destrutuva do teor de óleo em sementes oleaginosas como milho, amendoim, soja e girassol. Utilização da RPE através do método de marcadores de spin para o estudo de membranas intercelulares de stratum corneun, a camada mais superficial da pele, incluindo a determinação do parâmetro de fluidez e sua correlação com a permeabilidade e a elasticidade (Aprovada pelo Departamento/Conselho Científico em 06/1974).

24.

Estudos de Espalhamento Raman. São realizados estudos de espalhamento Raman em diversos materiais, em especial em supercondutores da família 214 e em grafites intercalados. Mede-se o espalhamento de fonons e excitações de campo cristalino em função da tempertura. No caso de supercondutores tem-se estudado os sistemas Pr(2)CuO(4) e Eu(2)CuO(4) (família 214), com substituições de Ce, Y, Th, no lugar da terra rara (Aprovada pelo Departamento/Conselho Científico em 09/1980).

25.

Estudo por Espalhamento Raman. Susceptibilidade magnética de supercondutores da família do Bi(2212,2223,2201) (Aprovada pelo Departamento/Conselho Científico em 09/1980).

26.

Estudo de Materiais Cerâmicos Magnéticos. Da família da perovskitas A(1-x) B(x) M(n)O(3) (com A = La e B = Ca,Sr,Pb) por espectroscopia Raman, EPR e absorção de microondas (Aprovada pelo Departamento/Conselho Científico em 09/1980).

27.

Caos em sistemas dissipativos. Estudos sistemáticos do comportamento caótico de sistemas dissipativos e conservativos determinam-se atratores estranhos, Mapas de Poincaré, dimensão e entropia geométricas, órbitas periódicas e espalhamento de "pacotes de onda"em um Hamiltonian capaz de descrever uma transição de fase do tipo ferroelétrica. Preparação de Estados Quânticos Puros (Aprovada pelo Departamento/Conselho Científico em 08/1980).

28.

Amplificadores a Fibra Dopada com Érbio (AFDE). Pesquisa teórica e experimental visando entender a influência dos AFDES em sistemas ópticos de alta capacidade: dinâmica de ganho, efeitos de saturação e caráter espectral homogêneo/inomogênio do ganho, efeitos de polarização. Técnicas avançadas de caracterização de AFDE (Aprovada pelo Departamento/Conselho Científico em 01/1996).

29.

Eletrodinâmica quantica de cavidades. Dinâmica de atomos e campos em cavidades de alto Q. Influência da dissipação na perda de coerência quântica. Transferência de coerência atomo-campo em esquemas do tipo micromaser: aplicações na geração de estados não clássicos da luz (Aprovada pelo Departamento/Conselho Científico em 08/1980).

30.

Estados não clássicos da luz e sua interação com a matéria. Estudos teóricos dos assim denominados estados não clássicos do campo eletromagnético, no domínio da óptica quântica. Investigação de esquemas de geração de novos estados da luz e suas propriedades estatísticas (Aprovada pelo Departamento/Conselho Científico em 08/1980).

31.

Física Atômica e Molecular. Pesquisa Teórica em Espalhamento de Elétron e Pósitrons de Baixa Energia por Átomos e Moléculas; desenvolvimento de programas computacionais para obtenção de seções de choque de excitação eletrônica, vibracional e rotacional de moléculas por impacto de elétrons e de pósitrons, captura e estudos sobre aniquilação de pósitrons em ambientes moleculares; cálculo de parâmetros de coincidência e d e orientação em espalhamento de elétrons por átomos e moléculas; Uso de pseudopotenciais em espalhamento de elétrons de baixa energia por grandes moléculas (Aprovada pelo Departamento/Conselho Científico em 07/1971) (Aprovada pelo Departamento/Conselho Científico em 07/1971).

32.

Medidas de Não Linearidasdes Ópticas em Vidros. (a) Heterodina - medidas resolvidas no tempo das variações dos índices de refração e dos coeficientes de absorção na região de comprimento de onda de 1500nm são caracterizados pela técnica de bombeio e prova heterodina em vidroa dopados com quantum dots de PbTe e CdTe. Neste tipo de medida um pulso de laser é dividido em três feixes: a referência, o bombeio e a prova. O feixe de referência é deslocado da ordem de 40MHz em relação aos outros e atinge a amostra 10(-9)s antes que os dois, por sua vez, o feixe de prova está deslocado 50MHz, enquanto que o de bombeio está fixo. O atraso no feixe de bombeio controla o tempo de atraso do bombeiro e da prova.Os três feixes se recombinam colinearmente na amostra e com isso mede-se o índice de refração e de absorção não lineares.(b) Porta Ópticaresolvida na frequência (FROG).Com esta técnica mede-se n(2) (Aprovada pelo Departamento/Conselho Científico em 01/1996).

33.

Sistemas de Comunicação Óptica em Altas Taxas. Pesquisa experimental e teórica dos limites fundamentais da capacidade dos sistemas de telecomunicações via fibra óptica. Novos conceitos sistêmicos (multiplexação em comprimento de onda, redes totalmente ópticas, comunicações por solitons, gerenciamento de dispersão). Impacto das não linearidades ópticas em sistemas de alta capacidade (altas taxas e longa distâncias) (Aprovada pelo Departamento/Conselho Científico em 01/1996).

34.

Estudo de Deposição de Diamante Sintético. Estudo de deposição de diamante sintético em superfícies metálicas e sua caracterização por Espalhamento Raman; são desenvolvidos dispositivos periféricos para deposição e caracterização de diamante sintético por chamas (Aprovada pelo Departamento/Conselho Científico em 03/1975).

35.

Dinâmica Quântica de Ions aprisionados. Produção de estados não clássicos do movimento de íons aprisionados em armadilhas. Estudo dos mecanismos de dissipação neste sistema (Aprovada pelo Departamento/Conselho Científico em 10/1993).

36.

Estudo da gasodinâmica do plasma térmico e das tochas de plasma. V (Aprovada pelo Departamento/Conselho Científico em 03/1980).

37.

Estudo e desenvolvimento de técnicas de diagnóstico do plasma térmico. C (Aprovada pelo Departamento/Conselho Científico em 03/1980).

38.

Estudo da mancha e da erosão de eletrodos. X (Aprovada pelo Departamento/Conselho Científico em 03/1985).

39.

Estudo e desenvolvimento de tochas de plasma. X (Aprovada pelo Departamento/Conselho Científico em 03/1980).

40.

Estudo e desenvolvimento em química a plasma térmico. X (Aprovada pelo Departamento / Conselho Científico em 03/1996).

41.

Desenvolvimento em instrumentação para plasma térmico. X (Aprovada pelo Departamento / Conselho Científico em 03/1980).