Materiais multiferróicos e ferroelétricos para conversores de energia: síntese, propriedades, fenomenologia e aplicações

• Processo: 17/13769-1
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Temático
• Data de Início da vigência: 01 de setembro de 2018
• Data de Término da vigência: 31 de agosto de 2024
• 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: Eudes Borges de Araújo ; Ruth Herta Goldschmidt Aliaga Kiminami
• Pesquisadores associados: Ana Maria do Espírito Santo ; Everaldo Nassar Moreira ; Fabio Luis Zabotto ; Filippo Ghiglieno ; Luiz Antonio Bássora ; Manuel Henrique Lente ; Mario Godinho Junior ; Rossano Lang Carvalho
• Auxílio(s) vinculado(s): 24/08652-1 - 2024 IEEE Ultrasonics, Ferroelectrics, and Frequency Control Joint Symposium, AR.EXT; 22/06618-5 - Investigação de propriedades físicas de filmes finos multiferroicos de BiFeO3 e perovskitas de haletos baseadasno iodeto de chumbo e metilamônio, AV.EXT; 19/14688-0 - Equipamento multiusuário (EMU), forno para crescimento de cristais pela técnica Bridgman vertical modo estático, a ser adquirido através de Projeto Temático, FAPESP Proc. 2017/13769-1, AP.EMU
• Bolsa(s) vinculada(s): 24/03661-2 - Crescimento e caracterização de monocristais piezoelétricos livres de chumbo, BP.DD; 24/04150-1 - Influência de diferentes fases magnéticas no acoplamento magnetoelétrico em nanoheteroestruturas livres de chumbo, BP.DD; 24/06119-4 - Crescimento de monocristais multiferróicos e caracterização de propriedades ópticas para aplicações em piezofotônica, BP.DD; + mais bolsas vinculadas 23/06088-9 - Estrutura e propriedades elétricas de domínios em materiais ferroelétricos e multiferroicos, BP.PD; 23/08484-9 - Determinação do efeito da temperatura e do tempo de sinterização sobre o crescimento de monocristais piezoelétricos livres de chumbo obtidos através da rota reação em estado sólido sem semente, BP.IC; 23/07654-8 - Efeito de diferentes fases magnéticas nas propriedades de acoplamento magnetoelétrico em nanoestruturas de (K0.5Na0.5)NbO3/(CoFe2O4, NiFe2O4 OU BaFe12O19) obtidas por deposição física, BP.DD; 23/05716-6 - Síntese e Caracterização de Materiais Ferroelétricos e Multiferroicos para Aplicações em Armazenamento e Conversores de Energia (Mecânica e Fotovoltaica)", BP.TT; 22/05578-0 - Crescimento de monocristais multiferróicos e caracterização de propriedades ópticas para aplicações em piezofotônica, BP.DD; 22/00821-3 - Estrutura e propriedades elétricas de domínios em materiais multiferroicos e ferroelétricos, BP.PD; 22/04153-5 - Síntese de nanoestruturas de (KxNa1-x)NbO3/CoFe2O4 obtidas por RF-sputtering, BP.IC; 22/00786-3 - Caracterização piezoelétrica e eletromecânica de materiais e dispositivos conversores de energia mecânica em elétrica, BP.IC; 22/00788-6 - Caracterização de monólitos nanoestruturados multiferroicos sinterizados via Spark Plasma Sintering - SPS, BP.DD; 21/01399-0 - Fabricação de nanoestruturas de (KxNa1-x)NbO3 /CoFe2O4 obtidas por rf-sputtering, BP.IC; 21/01406-7 - Desenvolvimento de técnicas de espectroscopia para investigar o efeito da polarização na propagação da luz em materiais ferroicos, BP.PD; 20/06570-7 - Determinação do acoplamento magnetoelétrico pela análise da curva de polarização elétrica em sistemas heteroestruturados magnetoelétricos, BP.IC; 20/05457-2 - Síntese e caracterização dielétrica e ferroelétrica de materiais ferroelétricos nanoestruturados à base de PZT, BP.IC; 19/25921-8 - Calcinação por micro-ondas de precursores poliméricos de materiais piezoelétricos nanoestruturados livres de chumbo do sistema BCZT, BP.IC; 19/26807-4 - Crescimento e caracterização de monocristais piezoelétricos livres de chumbo, BP.DD; 19/24458-2 - Investigação da influência da concentração de La3+ sobre as propriedades microestruturais e estruturais em cerâmicas ferroelétricas de (K0.48-x/2 Na0.52-x/2 Lax)NbO3, BP.IC; 19/20487-8 - Fabricação de nanoestruturas de (KxNa1-x) NbO3/CoFe2O4 obtidas por RF-sputtering, BP.IC; 19/16978-6 - Síntese e caracterização de propriedades físicas de cerâmicas multiferróicas monofásicas de Pb(Fe,Nb)-Pb(Zr,Ti)O3, BP.IC; 19/12237-1 - Síntese e caracterização de cerâmicas nanoestruturadas multiferróicas produzidas via Spark Plasma Sintering - SPS, BP.DD; 19/12278-0 - Síntese por co-precipitação hidrotermal do KNLN dopado com ta e sua sinterização assistida por micro-ondas, BP.IC; 19/03110-8 - Síntese e caracterização fotovoltaica de filmes finos à base de perovskitas ferroelétricas e multiferróicas para aplicação em células solares, BP.PD; 19/05844-9 - Síntese e caracterização fotovoltaica de filmes finos ferroicos, BP.IC; 19/05894-6 - Caracterização piezoelétrica e eletromecânica de materiais e dispositivos conversores de energia mecânica em elétrica, BP.IC; 18/24133-3 - Processamento e caracterização de cerâmicas multiferróicas a base de Pb(Fe,Nb)-PbTiO3, BP.IC - menos bolsas vinculadas
• Assunto(s): Energia renovável Conversores elétricos Materiais magnéticos Materiais ferroelétricos Sistemas fotovoltaicos Transdutores
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Conversores de Energia | Energias Renováveis | Materiais Ferroelétricos | Materiais Magnéticos | Sensores Fotovoltaicos | Transdutores piezoelétricos | Materiais Ferroicos (Ferroelétricos, Magnéticos, Ferroelásticos e Multiferroicos)

Resumo

Esta proposta multidisciplinar visa contribuir para um significativo avanço, qualitativo e quantitativo, em síntese, caracterização, modelamento e aplicações de materiais ferroicos, monolíticos e nanoestruturados, buscando potencializar suas propriedades para aplicações em dispositivos conversores de energia renováveis e magnetoelétricos. A geração e utilização de energia de fontes renováveis é uma área estratégica para o país do ponto de vista científico, tecnológico e econômico. Serão desenvolvidos materiais ferroicos monofásicos ou compósitos, para utilização em conversores de energia mecânica (eletromecânicos) ou solar (fotovoltaicos) em energia elétrica. Por meio de uma abordagem experimental (síntese, processamento e caracterizações) e teórica (modelamento fenomenológico e Teoria do Funcional de Densidade) pretendemos investigar materiais multiferroicos e ferroelétricos, visando a maximização de algumas de suas propriedades físicas para a aplicação em dispositivos conversores de energia. Contribuições relevantes são esperadas em três pilares fundamentais no desenvolvimento de novos materiais e dispositivos: métodos de processamento de materiais monocristalinos e nanoestruturados ("bulk" e bidimensionais); modelamento de propriedades fundamentais (correlação estrutura/microestrutura-propriedades) e desenvolvimento prospectivo de protótipos de novos sensores, atuadores e conversores de energia. Os resultados dessas pesquisas, pelo seu caráter abrangente e inovador certamente contribuirão para o desenvolvimento de novos materiais. Este projeto é parte do INCT "Materiais Ferroicos Nanoestruturados para Conversores de Energia", Chamada INCT - MCTI/CNPq/CAPES/FAPs nº 16/2014)". (AU)

Publicações científicas

(55)

(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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DE SOUZA, BRUNA G.; FIGUEIRA, GUSTAVO; CARVALHO, MARIA H.; ALCARAZ-GONZALEZ, VICTOR; SALDANA-FLORES, KARLA E.; GODINHO JR, MARIO; DE OLIVEIRA, ADILSON J. A.; KIMINAMI, RUTH H. G. A.; RUOTOLO, LUIS A. M.; URQUIETA-GONZALEZ, ERNESTO A.. A novel synthesis route to obtain magnetic nanocrystalline cobalt ferrite with photo-Fenton activity. Materials Chemistry and Physics, v. 257, JAN 1 2021. (13/07296-2, 17/13769-1, 17/24995-2, 09/54082-2)

MINUSSI, F. B.; SILVA, L. A.; ARAUJO, E. B.. tructure, optoelectronic properties and thermal stability of the triple organic cation GA(x)FA(x)MA(1-2x)PbI(3) system prepared by mechanochemical synthesi. Physical Chemistry Chemical Physics, v. 24, n. 8, p. 4715-4728, FEB 23 2022. (17/13769-1)

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ALKATHY, MAHMOUD. S.; ALI, SYED MANSOOR; GOUD, J. PUNDAREEKAM; MASTELARO, VALMOR R.; ZABOTTO, FABIO. L.; MILTON, FLAVIO PAULO; STRABELLO, ALEXANDRE; RAJU, K. C. JAMES; EIRAS, J. A.. Achieving dense microstructure with desired physical properties rapidly and inexpensively in Bi-modified SrTiO₃ ceramics via microwave sintering technique. JOURNAL OF MATERIALS SCIENCE-MATERIALS IN ELECTRONICS, v. 34, n. 22, p. 11-pg., 2023-08-01. (19/03110-8, 17/13769-1)

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ALKATHY, MAHMOUD S.; RAHAMAN, ATTAUR; MASTELARO, VALMOR R.; MILTON, FLAVIO PAULO; ZABOTTO, FABIO L.; LENTE, MANUEL H.; STRABELLO, ALEXANDRE; EIRAS, J. A.. Enhanced energy-storage density of BaTi0.95Zr0.05O3 via generation of defect dipoles upon lithium-doping. Materials Chemistry and Physics, v. 294, p. 12-pg., 2023-01-15. (19/03110-8, 22/00821-3, 17/13769-1)

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HOYOS, JOSE RODRIGO M.; BOTERO, ERITON R.; GARCIA, DUCINEI; KIMINAMI, RUTH H. G. A.. Simultaneous two-phase formation model in synthesized SBN/NFO using the in-situ modified Pechini method. CERAMICS INTERNATIONAL, v. 45, n. 7, p. 7-pg., 2019-05-01. (17/13769-1)

FERNANDEZ PERDOMO, CLAUDIA P.; ZABOTTO, FABIO L.; GARCIA, DUCINEI; KIMINAMI, RUTH H. G. A.. Effect of the CoFe2O4 initial particle size when sintered by microwave on the microstructural, dielectric, and magnetic properties. International Journal of Applied Ceramic Technology, v. 16, n. 5, p. 12-pg., 2019-09-01. (17/13769-1)

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