Departamento de Física de Estado Sólido

Linhas de Pesquisa

  1. Medida de vibrações e deformações mecânicas. Desenvolvimento d. Um instrumento para medida de microvibrações e deformações mecânicas em superfícies, baseado nas técnicas de holografia interferométrica em tempo real, e utilizando cristais fotorrefrativos como material de registro. O instrumento utiliza cristais produzidos no Brasil, e técnicas de registro holográfico auto-estabilizado, desenvolvidas no laboratório, que melhoram consideravelmente o desempenho do instrumento. Existe colaboração com a Faculdade de Engenharia Mecânica da UNICAMP e com empresas da região, interessadas nas aplicações (Aprovada pelo Departamento/Conselho Cientifico em 01/1992). [146]
  2. Difração de Raios X por sólidos cristalinos- Estudo de materiais magnéticos. As técnicas de difratometria de pó e difratometria de cristal único são utilizadas em pesquisa de ponta, com instrumentação de alta resolução que inclui dispositivos de baixa temperatura (até 10 K) e alta temperatura (1200 K). Usam-se métodos de refinamento de estruturas cristalinas (Método de Rietveld) para estudar compostos supercondutores de alta Tc e materiais com propriedades magnéticas importantes, como metais de transição e seus oxidos, e materiais com estrutura de tipo "perovskita" (Aprovada pelo Departamento/Conselho Cientifico em 01/1999). [160]
  3. Estrutura de filmes finos, multicamadas e heteroestruturas. Este tema de pesquisa vem sendo desenvolvido por nosso Grupo desde 1980. Os métodos utilizados são a difratometria convencional e instrumentação especial para experiências com incidências a pequenos ângulos. A difratometria de alta resolução, com monocromador de quatro cristais nos permite analisar heteroestruturas e multicamadas com registro de curvas de rocking e mapeamento do espaço recíproco. As aplicações atuais incluem heteroestruturas de materiais semicondutores e camadas de materiais magnéticos (Aprovada pelo Departamento/Conselho Cientifico em 01/1999). [164]
  4. Materiais nanocristalinos. Os materiais compostos de nanopartículas cristalinas imersas em uma matriz vítrea ou amorfa, considera-se uma nova estrutura sólida, com propriedades físicas diferentes daquelas dos sólidos cristalinos (com ordem a longo alcance) e dos sólidos amorfos (com ordem a curto alcance). Muitas propriedades (magnéticas, opto-eletrônicas, etc.) são investigadas por seu grande interesse tecnológico. Usamos difração de raios X e o espalhamento de raios X para estudar: (a) nanopartículas metálicas em ligas amorfas e (b) nanocristais de semicondutores em matriz vítrea (Aprovada pelo Departamento/Conselho Cientifico em 01/1999). [165]
  5. Física. Assuntos variados (Aprovada pelo Departamento/Conselho Cientifico em 01/1970). [172]
  6. Estudo do espalhamento de elétrons por moléculas e fotoionização molecular. Calculamos seções de choque para os espalhamentos elástico e inelástico de elétrons por moléculas poliatômicas e para a fotoionização destas moléculas utilizando os métodos: variacional de Schwinger iterativo e de ondas distorcidas (Aprovada pelo Departamento/Conselho Cientifico em 01/1985). [175]
  7. Propriedades eletrônicas, de transporte e óticas em heteroestruturas de semicondutores. Estudar as propriedades eletrônicas de semicondutores de baixa dimensionalidade e/ou modulados (heteroestruturas). Investigar as propriedades óticas e de transporte nestes sistemas (Aprovada pelo Departamento/Conselho Cientifico em 01/1992). [179]
  8. Caos e sistemas dinâmicos. O objetivo básico desta linha de pesquisa é estudar sistemas classicamente caóticos do ponto de vista da mecânica quântica. As ferramentas principais são: métodos semiclássicos, cálculo de soluções periódicas em sistemas Hamiltonianos não lineares, seções de Poincaré e métodos numéricos de solução da equação de Schroedinger. Fenômenos de interresse são: tunelamento assistido por caos, evolução temporal de pacotes de onda, magnetismo orbital, dissipação de energia promovida por caos e decoerência em sistemas com caos (Aprovada pelo Departamento/Conselho Cientifico em 01/1990). [187]
  9. Microlitografia holográfica para fabricação de componentes ópticos integráveis. Trata-se de uma linha de trabalho destinada a desenvolver novas técnicas para a produção de Componentes Ópticos Holográficos. Estes componentes apresentam grande potêncial para o futuro pois utilizam a mesma tecnologia empregada em microeletrônica para a fabricação de componentes ópticos difrativos, permitindo assim a miniaturização e integração de componentes ópticos e optoeletrônicos em tecnologia planar. Dentro deste programa foi desenvolvid. Um procedimento de ponta para fabricação de redes de difração de qualidade comercial para espectrofotômetros e monocromadores em geral utilizand. Um sistema holográfico auto-estabilizado. Atualmente estamos desenvolvendo novas técnicas e processos que permitirão melhorar a qualidade dos COH, como produzir novos tipos de componentes ópticos (Aprovada pelo Departamento/Conselho Cientifico em 01/1986). [211]
  10. Cristais fotorrefrativos. Pesquisas básicas e aplicadas sobre cristais fotorrefrativos que tenham potênciais aplicações tecnológicas. Colaboração com grupos produzindo estes materiais no Brasil, e com outros laboratórios no exterior, na área de pesquisas básicas. Estudo dos mecanismos de transporte de carga nesses materiais, assim como da dinâmica da formação de hologramas,dos processos de registro e de leitura, mistura de ondas, etc. Determinação de parâmetros fundamentais dos cristais, utilizando principalmente novas técnicas holográficas. Desenvolvimento de aplicações, principalmente ao processamento de imagens, medida de vibrações e memórias ópticas (Aprovada pelo Departamento/Conselho Cientifico em 01/1985). [213]
  11. Metrologia em imagens holográficas e imagens eletrônicas tridimensionais. As imagens holográficas têm propriedades exclusivas como meio de registro e armazenamento de informação visual de peças mecânicas e de espécimes biológicas. Estas propriedades são objeto de estudo sendo avaliadas a capacidade de medição da forma de objetos por técnicas visuais simples ou por instrumentos ópticos, de maneira a realizar uma medição em três coordenadas que seja rápida e abrangente de uma grande extensão do objeto. Imagens eletrônicas tridimensionais: trata-se de gerar imagens tridimensionais que os monitores convencionais não podem oferecer.O projeto baseia-se na montagem d. Um holoprojetor por meio de feixes de luz branca e três galvanômetros de alta velocidade para gerar uma imagem de contornos sobre tela difrativa desenvolvida totalmente em volume (Aprovada pelo Departamento/Conselho Cientifico em 01/1978). [214]
  12. Dinâmica quântica de sistemas não-isolados. O objetivo principal desta linha é estudar a dinâmica de sistemas quânticos ligados . Um reservatório térmico. Este estudo divide-se, fundamentalmente, em duas linhas; a saber, mobilidade de partículas e excitações topológicas em meios materiais ou efeitos quânticos em sistemas macro ou mesoscópicos. Exemplos de possíveis aplicações são: i)mobilidade e difusão de Skyrmious em sistemas eletrônicos bidimensionais; ii)estudo de estados coerentes dissipativos; iii)efeitos de flutuação do campo eletromagnético na experiência de Stern-Gerlach; iv)transmissão quântica através de barreiras dissipativas (Aprovada pelo Departamento/Conselho Cientifico em 01/1991). [219]
  13. Sistemas eletrônicos correlacionados. O objetivo principal desta linha é aplicar determinadas técnicas em sistemas eletrônicos correlacionados. Nosso interesse particular está voltado para os métodos semiclássico e de bosonização quando aplicados nestes sistemas No momento alguns dos problemas específicos que estamos tratando são: i)bosonização via níveis de Landau de sistemas eletrônicos bidimensionais; ii)efeito do acoplamento corrente-corrente nestes sistemas; iii)aplicação de bosonização em problemas de luminescência em sistemas eletrônicos bidimensionais; iv)aplicação dos métodos semiclássicos no tratamento de impurezas magnéticas em metais (Aprovada pelo Departamento/Conselho Cientifico em 01/1991). [222]
  14. Propriedades eletrônicas e estruturais de metais e semicondutores. A linha de pesquisa do grupo tem como enfoque principal o estudo de propriedades eletrônicas e estruturais de sólidos. Estuda desde hetero-estruturas semicondutoras, nano estruturas como aglomerados até sólidos metálicos. Os métodos empregados são vários. Métodos da estrutura eletrônica de sólidos e simulações numéricas usando métodos de Monte-Carlo e dinâmica molecular O grupo estuda também problemas de supercondutividade em compostos de alta temperatura crítica, em particular, as flutuações termodinâmicas (Aprovada pelo Departamento/Conselho Cientifico em 01/1991). [250]
  15. Propriedades eletrônicas de sistemas desordenados. Estudamos os efeitos da ordem de curto alcance no cálculo da densidade de estados eletrônicos(DOS) de uma liga binária desordenada quase bidimensional. Este é. Um quadro físico apropriado para estudar o fenômeno da localização dos estados eletrônicos. A grandeza relevante neste caso, associada à DOS, é o comprimento de localização. Nossa formulação pode ser estendida de maneira de incluir os efeitos d. Um campo magnético na transição localização-delocalização dos estados eletrônicos (Aprovada pelo Departamento/Conselho Cientifico em 01/1985). [290]
  16. Simulações de Monte Carlo na descrição de processos dinâmicos. Estudamo. Um algorítmo computacional que permite descrever a evolução temporal contínua d. Um sistema discreto (tipo gás de rede), a partir do conhecimento das taxas temporais e das multiplicidades dos eventos possíveis, considerando-se o sistema com. Um processo de Poisson heterogêneo. As aplicações mais promissoras se referem a processos de difusão e desorção térmica de espécies atômicas adsorvidas em superfícies, problemas de grande interesse tecnológico. O fato mais relevante é a descrição, via Monte Carlo, de processos dinâmicos em tempo real. O algorítmo é, em princípio, generalizável para qualquer conjunto de processos de superfície, e pode ser mostrada sua equivalência com outros métodos de simulação de desorção térmica nos casos de difusão rápida (Aprovada pelo Departamento/Conselho Cientifico em 01/1985). [291]
  17. Magnetismo e supercondutividade em sistemas eletrônicos fortemente correlacionados. Estudamos o problema de Antiferromagnetismo Quântico em sistemas de baixa dimensão, usando uma série de técnicas que incluem métodos numéricos de diagnolizações exatas, o Ansatz de Bethe e métodos aproximados. para a supercondutividade de Alta Temperatura é de interesse o estudo de antiferromagnetos dopados, modelados pelo chamado modelo 't-J', que pode ser considerado com. Um limite de Hamiltonianos efetivos tipo Hubbard para sistemas eletrônicos fortemente correlacionados. Pesquisamos a transição metal-isolante e sugerimos algumas rotas para a supercondutividade (Aprovada pelo Departamento/Conselho Cientifico em 01/1985). [292]
  18. Mecânica e termodinâmica estatísticas de sistemas dissipativos. Estudos dos aspectos básicos da teoria dos sistemas de muitos corpos arbitrariamente afastados do equilíbrio. Desenvolvimento de técnicas apropriadas ao tratamento do problema do item anterior, com aplicação à análise de fenômenos de relaxação ultra-rápidos em semicondutores sob altos níveis de excitação, e ao estudo de transformações de fase de não-equilíbrio e formação de estruturas macroscópicas auto-organizadas em sistemas dissipativos, como os semicondutores mencionados e sistemas biofísicos modelados (Aprovada pelo Departamento/Conselho Cientifico em 01/1971). [295]
  19. Propriedades físicas de materiais magnéticos produzidos através de resfriamento ultra-rápido. Desenvolvimento de: 1) Materiais magnéticos doces (amorfos e nanocristais): produção e caracterização de novos metais amorfos; tratamentos térmicos específicos (aquecimento Joule); estudo das propriedades mecânicas, de transporte e magnéticas em função da temperatura e condicões de fabricação; correlação com a micro-estrutura e desenvolvimento de modelos teóricos, 2) Sistemas Granulares: produção e caracterização de novos materiais heterogêneos; estudo da cinética de formação da estrutura, utilizando tratamentos convencionais e ultra-rápidos; estudo da magnetoresistência e propriedades magnéticas para diversos campos aplicados e diversas temperaturas; análise e correlação dos resultados, modelos teóricos (Aprovada pelo Departamento/Conselho Cientifico em 01/1972). [304]
  20. Supercondutividade. Desenvolvimento de: 1) Preparação de amostras policristalinas e monocristalinas de RBa(2)Cu(3)O(7-x), R= Y, Er, Nd; caracterização das amostras por raios X e metalografia; medida de magnetização e transporte versus temperatura e campo usando magnetômetro SQUID e plataforma PPMS; análise dos dados comparando com modelos teóricos existentes. 2) Efeitos da superfície: estudos em amostras de Ta, Nb e YBa(2)Cu(3)O(7-x)com medidas de magnetização versus temperatura e campo, relaxação da magnetização, transição resistiva. 3) Efeitos da granularidade. 4) Dinâmica de vórtices: escoamento coletivo, leis de escala para suscetibilidade magnética (Aprovada pelo Departamento/Conselho Cientifico em 01/1972). [309]
  21. Estrutura de polímeros e sistemas biológicos. O uso da difração e espalhamento de raios X permite a descrição de estruturas de polímeros e multicamadas de moléculas anfifílicas que simulam as membranas biológicas. A intercalação de moléculas de ação citotóxica e carcinogênica em membranas modelo e as transições de fase em lipossomas são temas que estudamos em projetos conjuntos com grupos de pesquisa da área de química, bioquímica e biologia. Os parâmetros dimensionais e a forma de macromoléculas em solução podem ser determinados por meio do espalhamento de raios X a baixos ângulos. Estudamos assim a agregação e mudanças conformacionais de proteínas em solução, em função do tipo solvente e condições físico-químicas pré-determinadas (pH, temperatura, diluição, etc.) (Aprovada pelo Departamento/Conselho Cientifico em 01/1999). [345]
  22. Instrumentação para radiação de síncrotron. Nosso Grupo colabora quase desde o início do projeto de construção do Laboratório Síncrotron com o desenvolvimento de instrumentação para luz síncrotron. A ênfase foi dada inicialmente à construção da estação experimental de SAXS, hoje funcionando para os usuários do LNLS. Atualmente está sendo implantada e estação dedicada a difração magnética. Quando aplicada para o estudo de materiais magnéticos, esta técnica pode ser utilizada para a determinação de ordenamento magnético e orbital. para poder explorar este método faz-se necessário o uso de raios X polarizados e uma alta intensidade encontrada em fontes de luz síncrotron (Aprovada pelo Departamento/Conselho Cientifico em 01/1999). [348]
  23. Propriedades ópticas de semicondutores. Desenvolvimento de pesquisa fundamental de ponta na área de física de heteroestruturas de semicondutores. Atualmente o projeto centra sua atenção em quatro aspectos fortemente interrelacionados da física de heteroestruturas de semicondutores: 1) propriedades eletrônicas e vibracionais; 2) correlação eletrônica ou efeitos de muitos corpos; 3) dinâmica de portadores e excitons - evolução temporal dos estados excitados; 4) efeitos de rugosidade de interfaces em heteroestruturas. Técnicas experimentais: fotoluminescência, fotoluminescência de excitação, espectroscopia de modulação (refletividade e transmissão modulada), espectroscopia Raman, espectroscopia óptica resolvida no tempo, magneto-óptica e magneto-transporte (Aprovada pelo Departamento/Conselho Cientifico em 01/1974). [400]
  24. Instrumentação e espectroscopia com luz sincrotron. Propriedades espectroscópicas na região de raios X "moles", em metais de transição, terras raras e suas ligas ferromagnéticas (Aprovada pelo Departamento/Conselho Cientifico em 01/1972). [600]
  25. Estudo de imperfeições em cristais por difração de raios-x. Estudo de cristais por difração de raios-x, principalmente utilizando a difração múltipla de raios-X(teorias dinâmica e cinemática). Aplicação da difração múltipla de raios-X com radiação convencional e síncrotron no estudo de: propriedades estruturais e coerência em sistemas epitaxiais; avaliação da perfeição cristalina na superfície de semicondutores e sistemas epitaxiais; propriedades estruturais de cristais orgânicos para a ótica não linear, localização de impurezas na rede cristalina. Desenvolvimento de novas técnicas de caracterização e instrumentação para Difração de Raios-X (Aprovada pelo Departamento/Conselho Cientifico em 01/1991). [2493]
  26. Estrutura eletrônica de materiais conjugados. Investigamos a estrutura eletrônica e conformacional de compostos de carbono, orgânicos e inorgânicos, para previsão de propriedades para utilização desses sistemas em opto-eletrônica. Estudamos possíveis mecanismos de transição isolante-metal em polímeros conjugados. Realizamos o design computacional de materiais novos. Nesses estudos são realizadas técnicas de química quântica (ab initio e semi-empíricos) e técnicas de estado sólido (Aprovada pelo Departamento/Conselho Cientifico em 08/1992). [2674]
  27. Ótica quântica. Estudo dinâmico da interação do campo eletromagnético com átomos em cavidades ou meios materiais no contexto quântico, levando-se em conta efeitos como dispersão, perdas e não-linearidades (Aprovada pelo Departamento/Conselho Cientifico em 12/1997). [2809]