Novos materiais para energia e spintrônica

• Processo: 22/10095-8
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Regular
• Data de Início da vigência: 01 de maio de 2023
• Data de Término da vigência: 30 de setembro de 2025
• Área do conhecimento: Ciências Exatas e da Terra - Física - Física da Matéria Condensada
• Acordo de Cooperação: CONFAP - Conselho Nacional das Fundações Estaduais de Amparo à Pesquisa
• Pesquisador responsável: Helena Maria Petrilli
• Beneficiário: Helena Maria Petrilli
• Instituição Sede: Instituto de Física (IF). Universidade de São Paulo (USP). São Paulo , SP, Brasil
• Município da Instituição Sede: São Paulo
• Pesquisadores associados: Armandina Maria Lima Lopes ; Carlos Moyses Araujo ; João Pedro Esteves de Araújo ; Lucy Vitoria Credidio Assali
• Assunto(s): Estrutura eletrônica Desenvolvimento de novos materiais Teoria do funcional da densidade Spintrônica Energia Energia renovável Energia solar
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Dft | Estrutura eletrônica de Materiais | Materiais para energia | Spintrônica | Estrutura Eletrônica de Materiais

Resumo

Este projeto visa desenvolver ferramentas teóricas e realizar simulações de materiais funcionais avançados para energia e spintrônica. Esta proposta pode ser dividida em subprojetos que envolvem: (i) caracterizar e projetar materiais funcionais relevantes para a próxima geração de tecnologias de baterias de metal-lítio de estado sólido, focalizando na interface eletroquímica; (ii) contribuir para o desenho racional de novos materiais magneticos com potencial aplicac'ao em spintronica e magnônica, através do estudo das propriedades eletrônicas, estruturais e magnéticas de sistemas complexos, como skyrmions, além do (iii) estudo de Perovskitas com propriedades multiferróicas, aplicações em eletrônica molecular e materiais para energia, os quais podem incidir em novas fontes de energia limpa, maior capacidade de armazenamento e processamento de dados, e com baixos consumos de energia. Neste âmbito, materiais fotovoltaicos ou fotoelectroquimicos se apresentam como bastante promissores para tecnologias de um "futuro verde" sendo que o controle das instabilidades de rede em estruturas por camadas derivadas de Perovskitas oferece uma solução inspiradora em direção a materiais eficientes para a utilização de energia solar. Utilizaremos ferramentas teóricas de pesquisa em áreas interdisciplinares através de aplicações de Mecânica Quântica nas áreas de Física/Química e Física/Engenharia de Materiais. Todas as investigações serão realizadas usando métodos ab initio baseados na teoria funcional de densidade, combinados com a teoria da multi-configuração e cálculos avançados de espectroscopia, no caso de baterias, ou com simulação dinâmica de spin para os estudos de energia verde em novos materiais magnéticos. (AU)

Publicações científicas

(7)

(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)

SOUSA, O. M.; SORGENFREI, F.; CARVALHO, F. O.; ASSALI, L. V. C.; LALIC, M. V.; THUNSTROM, P.; ARAUJO, C. MOYSES; ERIKSSON, O.; PETRILLI, H. M.; KLAUTAU, A. B.. Ab initio investigation of ZnV₂O₄, ZnV₂S₄, and ZnV₂Se₄ as cathode materials for aqueous zinc-ion batteries. ACTA MATERIALIA, v. 282, p. 9-pg., 2024-10-24. (22/10095-8)

BRANDAO, JEOVANI; CARVALHO, PAMELA C.; MIRANDA, IVAN P.; MORI, THIAGO J. A.; BERON, FANNY; BERGMAN, ANDERS; PETRILLI, HELENA M.; KLAUTAU, ANGELA B.; CEZAR, JULIO C.. Proximity-induced flipped spin state in synthetic ferrimagnetic Pt/Co/Gd heterolayers. COMMUNICATIONS PHYSICS, v. 8, n. 1, p. 12-pg., 2025-01-15. (20/07397-7, 20/05609-7, 12/51198-2, 17/10581-1, 22/10095-8)

CARVALHO, PAMELA C.; MIRANDA, IVAN P.; BRANDAO, JEOVANI; BERGMAN, ANDERS; CEZAR, JULIO C.; KLAUTAU, ANGELA B.; PETRILLI, HELENA M.. Correlation of Interface Interdiffusion and Skyrmionic Phases. Nano Letters, v. 23, n. 11, p. 8-pg., 2023-05-26. (22/00581-2, 12/51198-2, 20/05609-7, 22/10095-8)

IPAVES, BRUNO; JUSTO, JOAO F.; SANYAL, BIPLAB; ASSALI, LUCY V. C.. Tuning the Electronic and Mechanical Properties of Two-Dimensional Diamond through N and B Doping. ACS APPLIED ELECTRONIC MATERIALS, v. 6, n. 1, p. 8-pg., 2024-01-04. (22/10095-8)

ROCHA-RODRIGUES, P.; MIRANDA, I. P.; SANTOS, S. S. M.; OLIVEIRA, G. N. P.; LEAL, T.; MARCONDES, M. L.; CORREIA, J. G.; ASSALI, L. V. C.; PETRILLI, H. M.; LOPES, A. M. L.; et al. Probing Ca 3 Ti 2 O 7 crystal structure at the atomic level: Insights from perturbed angular correlation spectroscopy and ab initio studies. PHYSICAL REVIEW B, v. 109, n. 22, p. 12-pg., 2024-06-03. (22/10095-8, 18/07760-4)

SOUSA, O. M.; ASSALI, L. V. C.; LALIC, M., V; ARAUJO, C. M.; ERIKSSON, O.; PETRILLI, H. M.; KLAUTAU, A. B.. Charging behavior of ZnMn₂O₄ and LiMn₂O₄ in a zinc- and lithium-ion battery: an ab initio study. JOURNAL OF PHYSICS-ENERGY, v. 6, n. 2, p. 12-pg., 2024-04-01. (22/10095-8)

CARVALHO, F. O.; SOUSA, O. M.; ASSALI, L. V. C.; LALIC, M. V.; ARAUJO, C. M.; ERIKSSON, O.; PETRILLI, H. M.; KLAUTAU, A. B.. Accelerating cathode design for zinc-ion batteries using data-driven screening and ab initio calculations. JOURNAL OF MATERIALS CHEMISTRY A, v. N/A, p. 6-pg., 2025-07-25. (22/10095-8)