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Efeitos de dimensionalidade nas propriedades físicas de materiais intermetálicos magnetoestrictivos e de tipo heusler: arquiteturas de 1 a 3 dimensões

Resumo

O grande impacto da nanociência na sociedade atual provém da poderosa capacidade de modificar a matéria na escala nanométrica e atómica. Isso permite ajustar e tocar nas propriedades intrínsecas dos materiais alterando sua configuração estrutural em massa, explorando fundamentalmente os efeitos de confinamento e dimensionalidade. O estudo dos materiais a esta escala leva ao desenvolvimento de novo conhecimento com perspectivas tecnológicas sendo assim crucial a investigação fundamental dos fenómenos físicos inexplorados que estão associados. Em particular, pouco se sabe sobre o efeito do confinamento dimensional em ligas intermetálicas tais como os materiais de Heusler, Heli-magnético (tipo escrimião), magnetoestrictivo (MS) e magnetocalórico (MC). A produção de filmes finos destes materiais e sistemas bidimensionais (2D), tem oferecido oportunidades únicas para estudar o efeito do tamanho numa ampla gama de fenómenos físicos, tendo mostrado que estes materiais são muito promissores numa infinidade de aplicações, que vão desde os sensores magnéticos/térmicos até sistemas micro-eletromecânicos.No entanto, com o crescente interesse destes materiais é necessária a compreensão mais profunda de sistemas com apenas uma dimensão, 1D (nanofios e nanolinhas), assim como de nanoestruturas mais exóticas, como por matrizes de anti-pontos bidimensionais (2D) e nanoestruturas interconectadas tridimensionais (3D). É esperado que este tipo de nanoestruturas dê origem a fenómenos magnéticos novos e incomuns revelando novas descobertas físicas em nanomagnetismo. Por conseguinte, esta proposta visa desenvolver e optimizar as ferramentas e os conhecimentos necessários para produzir e estudar materiais nanoestruturados tais como compostos R-Si-Ge (com R=terra rara), que correspondem a um tipo de material que combina uma grande MS com o efeito MCE, e também compostos ternários de Heusler (Co2-Fe-Y com Y=Al, Ga, Sn, etc.), que apresentam uma vasta variedade de propriedades físicas interessantes como polarização da corrente de spin, memória de forma e presença de ondas magnéticas à temperatura ambiente.O crescimento destes materiais será feito utilizando uma nova técnica de nanonucleação por fluxo metálico (MFNN) em modelos pré-padronizados de alumina. Diferentes técnicas de caracterização física serão utilizadas para investigar as propriedades estruturais, morfológicas, magnéticas e de transporte, visando identificar as dimensões características abaixo das quais diferentes fenómenos são criticamente alterados. Finalmente, as evoluções dinâmicas dessas transições, onde ainda há muito pouco trabalho realizado, serão exploradas variando a faixa de frequência estudada desde o regime de MHz até aos THz.Combinando a vasta experiência das equipas de investigação (IFIMUP, UNICAMP, MIT e UPV/EHU) na síntese e caracterização de nanoestruturas, pretendemos construir uma sólida correlação entre as dimensões da amostra e as propriedades físicas dos compostos intermetálicos. (AU)

Matéria(s) publicada(s) na Agência FAPESP sobre o auxílio:
Pós-doutorado em magnetismo na Unicamp com bolsa da FAPESP