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Materiais multifuncionais multiferróicos nanoestruturados: síntese, propriedades, fenomenologia e aplicações

Processo: 08/04025-0
Modalidade de apoio:Auxílio à Pesquisa - Temático
Data de Início da vigência: 01 de novembro de 2009
Data de Término da vigência: 28 de fevereiro de 2015
Área do conhecimento:Engenharias - Engenharia de Materiais e Metalúrgica - Materiais Não-metálicos
Pesquisador responsável:José Antonio Eiras
Beneficiário:José Antonio Eiras
Instituição Sede: Centro de Ciências Exatas e de Tecnologia (CCET). Universidade Federal de São Carlos (UFSCAR). São Carlos , SP, Brasil
Pesquisadores principais:
Ducinei Garcia ; José Pedro Rino ; Ruth Herta Goldschmidt Aliaga Kiminami ; Valmor Roberto Mastelaro
Pesquisadores associados:Manuel Henrique Lente ; Yvonne Primerano Mascarenhas
Auxílio(s) vinculado(s):13/11618-5 - 13th International Meeting on Ferroelectricity, AR.EXT
12/08302-3 - 2nd Global Congress on Microwave Energy Applications, AR.EXT
12/07806-8 - 21st International Symposium on Applications of Ferroelectrics (ISAF 2012) - 11st European Conference on Polar Dielectrics (ECAPD 2012) - 4th Conference "Piezoresponse Force Microscopy and Nanoscale Phenomena in Polar Materials" (PFM 2012), AR.EXT
09/07872-8 - 12th International Meeting on Ferroelectricity and 18th IEEE International Symposium on Applications of Ferroelectrics, AR.EXT
Bolsa(s) vinculada(s):13/18874-7 - Nanoestruturas de Perovskitas Ferroelétricas: Modelos Coletivos do Movimento das Paredes de Domínios e Simulação por Dinâmica Molecular Clássica, BP.PD
13/05162-9 - Simulações de Nanoestruturas de Perovskitas Ferroelétricas via Dinâmica Molecular, BP.PD
13/03118-2 - Visualização, caracterização e manipulação de domínios ferroelétricos e magnéticos em multiferróicos, BP.DR
 + mais bolsas vinculadas 12/12691-5 - Síntese por reação de combustão in situ assistida em forno de micro-ondas de BaTiO3/CoFe2O4, BP.IC
10/11187-6 - Determinação do coeficiente de acoplamento magnetoelétrico em materiais multiferróicos monofásicos, BP.PD
10/07518-7 - Efeito de tamanho no acoplamento magnetoelétrico em materiais multiferróicos compósitos nanoestruturados, BP.PD
10/00951-7 - Síntese e caracterização de nanoestruturas monofásicas multiferróicas à base de BiFeO3 e Pb(Fe1/2Nb1/2)O3, BP.PD
09/10198-7 - Determinação da relação estrutura/propriedades em materiais ferroelétricos relaxores utilizando um protocolo alternativo de refinamento estrutural (Dual Phase Relaxor Refinement Protocol), BP.PD - menos bolsas vinculadas
Assunto(s):Materiais cerâmicos  Materiais ferroelétricos  Multiferroicos  Atuadores piezoelétricos  Materiais nanoestruturados 
Palavra(s)-Chave do Pesquisador:Cerâmicas Eletrônicas | Ferroelétricos | multiferróicos | Nanomateriais | Piezoeletricos | Sensores e Atuadores | Materiais Multiferróicos

Resumo

A contínua e crescente demanda por dispositivos eletro-eletrônicos, com alto desempenho e multifuncionais e o vertiginoso avanço da nanotecnologia requerem o desenvolvimento de novos métodos e técnicas para a produção e caracterização de materiais nanoestruturados e de modelos fenomenológicos para descrever/predizer algumas de suas propriedades. A demanda por multifuncionalidade requer, por sua vez, novos materiais, que possam integrar duas ou mais propriedades físicas de alto interesse tecnológico. Dentro desse contexto materiais multiferróicos podem ser considerados como os que melhor permitem integrar duas ou mais propriedades físicas de alto interesse tecnológico, além de propiciarem novos desafios para o domínio de processos de síntese de novos materiais, para o desenvolvimento de novos dispositivos e para o modelamento e simulação de suas propriedades físicas. Este projeto multidisciplinar visa promover um salto qualitativo nos trabalhos que vimos realizando através de uma abordagem ampla, atual e especializada, centrada participação de grupos de reconhecida competência (e em temas complementares). Através de uma abordagem experimental (síntese, processamento e caracterizações) e teórica (modelamento fenomenológico e simulação por Dinâmica Molecular-DM) pretendemos investigar materiais multifuncionais multiferróicos nanoestruturados (MMMN), baseados em materiais ferroelétricos/ (anti-) ferromagnéticos/ ferroelásticos. Materiais nanoestruturados (corpos cerâmicos ou filmes ultrafinos) serão produzidos por sinterização por "Spark Plasma Sintering" (SPS), microondas ou RF Sputtering. Os sistemas básicos a serem investigados são: cerâmicas "livres de chumbo" à base de BaTiO3 - BT; cerâmicas à base de PbTiO3 - PT; cerâmicas magnetoelétricas "ferroelétrico/(anti-)ferromagnético" (à base de Pb(Fe,Nb)O3 e Pb(Fe,W)O3); compósitos magnetoelétricos (0-3 e 2-2) à base de PT + ferritas dos sistemas CoFe2O4 e Pb1/3Mg1/3Nb2O3 - PT + ligas de Heusler NiFe2O4 e Ni-Mn-Ga (Ni2+xMn1 xGa). Contribuições relevantes são esperadas em três pilares fundamentais no desenvolvimento de novos materiais: métodos de processamento de materiais nanoestruturados ("bulk" e bidimensionais), modelamento e simulação de propriedades fundamentais (correlação estrutura/microestrutura-propriedades) e desenvolvimento prospectivo de protótipos de novos sensores e atuadores. A equipe coordenadora é constituída por pesquisadores com larga experiência em pesquisa em materiais, com abordagens complementares, o que consideramos imprescindível para uma investigação abrangente nos diversos objetivos propostos. 1 - Grupo de Cerâmicas Ferroelétricas DF/UFSCar - GCFerr - Coordenadores: Prof. Dr. José Antonio Eiras e Profa. Dra. Ducinei Garcia; 2 - Grupo de Simulação Computacional DF/UFSCar - GSIMCO - Coordenador: Prof. Dr. José Pedro Rino; 3 - Grupo de Desenvolvimento e Processamento de Materiais por Forno Microondas DEMa/UFSCar - GDPMFM - Coordenadora: Profa. Dra. Ruth A. H. Kiminami; 4 - Grupo de Difração por Policristais IFSC/USP - GDP - Coordenadora: Profa. Dra. Yvonne P. Mascarenhas; 5 - Grupo de Crescimento de Cristais e Materiais Cerâmicos IFSC/USP - GCCMC - Coordenador: Prof. Dr. Valmor Roberto Mastelaro; 6 - Grupo de Materiais Especiais DF/Un. Est. de Maringá - GDME - Coordenador: Prof. Dr. Ivair Aparecido dos Santos; 7- Prof. Dr. Manuel Henrique Lente - Departamento de Ciências Básicas - UNIFESP/Diadema. A equipe atual é composta de 12 pesquisadores, 14 doutorandos, 7 mestrandos e 7 graduandos (IC), todos com bolsas de agências de fomento, além de 7 técnicos de laboratório. Em projetos anteriores verificamos que pudemos manter ao longo do projeto, em média, o número inicial de integrantes da equipe. (AU)

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(Referências obtidas automaticamente do Web of Science e do SciELO, por meio da informação sobre o financiamento pela FAPESP e o número do processo correspondente, incluída na publicação pelos autores)
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VIANA, D. S. F.; MILTON, F. P.; JIMENEZ, K. R. C. P.; GUALDI, A. J.; CAMARGO, P. C.; DE OLIVEIRA, A. J. A.; EIRAS, J. A.; BHALLA, A.; GUO, R.; GARCIA, D.. Ferroic properties of 0.675[Pb(Mg1/3Nb2/3)O-3]-0.325[PbTiO3]/CoFe2O4 prepared by spark plasma sintering. Integrated Ferroelectrics, v. 174, n. 1, SI, p. 138-145, . (08/04025-0)
FERNANDEZ, C. P.; KIMINAMI, R. H. G. A.; GARCIA, D.. Structural and dielectric properties of multiferroic (1-x)(0.675PMN-0.325PT)/(x)CoFe2O4 particulate composites obtained by microwave sintering. Integrated Ferroelectrics, v. 174, n. 1, SI, p. 146-154, . (08/04025-0)
MONTANHER, D. Z.; FREITAS, V. F.; SILVA, D. M.; GAIOTTO, F. J.; PEREIRA, J. R. D.; COTICA, L. F.; SANTOS, I. A.; GARCIA, D.; EIRAS, J. A.; GUO, R.; et al. Voltage gain and efficiency of a bi-layered radial mode piezoelectric/magnetoelectric solid-state transformer. Integrated Ferroelectrics, v. 174, n. 1, SI, p. 210-216, . (08/04025-0)
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FERNANDEZ, CLAUDIA P.; ZABOTTO, FABIO L.; GARCIA, DUCINEI; KIMINAMI, RUTH H. G. A.. In situ sol gel co-synthesis under controlled pH and microwave sintering of PZT/CoFe2O4 magnetoelectric composite ceramics. CERAMICS INTERNATIONAL, v. 42, n. 2, B, p. 3239-3249, . (08/04025-0)
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