Estudo do efeito magnetocalórico em compostos intermetálicos

• Processo: 01/05883-0
• Linha de fomento: Auxílio à Pesquisa - Temático
• Vigência: 01 de maio de 2002 - 30 de novembro de 2008
• Área do conhecimento: Ciências Exatas e da Terra - Física - Física da Matéria Condensada
• Pesquisador responsável: Sergio Gama
• Beneficiário: Sergio Gama
• Instituição-sede: Instituto de Física Gleb Wataghin (IFGW). Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP). Campinas , SP, Brasil
• Pesquisadores principais: Adelino de Aguiar Coelho ; Flávio César Guimarães Gandra ; Jose Miguel Zelaya Bejarano ; Lisandro Pavie Cardoso ; Mário Antonio Bica de Moraes
• Bolsa(s) vinculada(s): 03/12604-6 - Estudo do efeito magnetocalórico em compostos derivados da fase Mn2a, a=N, P, As, Sb e Bi, BP.DD; 02/09420-8 - Estudo do efeito magnetocalórico em compostos FeMnPXAs1-Xax, A= P, Sb e Bi, BP.DR; 02/13813-5 - Estudo do efeito magneto-calorico em uga2 e das propriedades fisicas de ucu5(ai,m)., BP.DR; + mais bolsas vinculadas 02/12024-7 - Solidificacao direcional e crescimento de monocristais de compostos magnetocaloricos e estudo de suas propriedades magnetoestritivas., BP.PD; 02/10440-3 - Caracterizacao de materiais magnetocaloricos por difracao de raios x., BP.PD; 02/00945-0 - Estudo do efeito magnetocalorico em compostos intermetalicos apresentando efeitos quadrupolares ou transicoes magneticas de primeira ordem., BP.PD; 01/07256-3 - Estudo da formacao e analise estrutural de vidros do sistema cao:ai2o3 preparados via fusao convencional e sol-gel., BP.PD - menos bolsas vinculadas
• Assunto(s): Constante elástica Filmes finos

Resumo

O objetivo deste projeto temático é estudar amostras poli cristalinas, monocristalinas e em forma de filmes finos de ligas e compostos intermetálicos que apresentam o efeito magnetocalórico, prestando atenção a efeitos de campo cristalino, efeitos quadrupolares, da anisotropia da interação de troca e efeitos magnetoelásticos. Em particular, tem-se interesse em materiais apresentando transições magnéticas de primeira ordem e que apresentem baixas temperaturas de Debye 80. Também tem-se interesse na variação de 80 e das propriedades magnéticas sob absorção de intersticiais como H, N e C. Serão feitas caracterizações dos efeitos magnetoelásticos através de medida de magnetoestrição e de constantes elásticas sem e com campo. Uma característica importante do presente projeto é que, para um determinado material, as amostras para as diversas técnicas de caracterização serão oriundas de uma mesma amostra mestre obtida e caracterizada em nosso laboratório, evitando ambiguidades originárias de diferentes procedimentos de preparação e crescimento de amostras. Os materiais específicos deverão ser modelados teoricamente, e os resultados destes modelos serão cotejados com o conjunto de dados experimentais, o que deverá validá-los ou modificá-los, e permitirá também a obtenção de valores para os diversos parâmetros de interesse destes modelos, como as constantes de campo cristalino e as constantes de acoplamento magnetoelástico. Os grupos de pesquisa envolvidos são 4 grupos da Unicamp (GPCM, LDRX, LML e LPP), um grupo do CBPF e outro da UERJ. As atividades de todos os grupos serão complementares. Escolhido um determinado material, ele deverá ser sintetizado policristalinamente por algum processo adequado, e assim caracterizado estrutural e magneticamente. Se possível pelos nossos meios técnicos, obter-se-á monocristal, e teremos então a caracterização completa do material, realizando medidas ao longo dos eixos cristalinos. Os resultados experimentais serão comparados com um modelo teórico, que poderá, ou não, ser validado. Além disso, o material poderá ser obtido na forma de filme fino e assim caracterizado, ou obtido em forma de filme nanocompósito em matriz não magnética, e assim caracterizado também. Visando aplicações tecnológicas, especial atenção será dada a materiais que apresentam transições magnéticas de primeira ordem, principalmente quando estiverem acopladas a outras transformações, como as estruturais. Este estudo permitirá também a seleção de materiais adequados a aplicações tecnológicas, principalmente na área de refrigeração magnética (mas também na área de sensores, por exemplo) tanto ao redor da temperatura ambiente quanto em baixas temperaturas, onde o interesse é a geração mais econômica de líquidos criogênicos Os materiais específicos a serem tratados neste projeto são os sistemas Gd-Ge-Si, o sistema Fe-Rh, as fases Laves da família RAl2 (R = terras raras), os intermetálicos da família R-Co, os compostos YbAs e YbN, e algumas composições das cerâmicas manganitas. Outros materiais poderão ser tratados dependendo do interesse dos grupos. Para a realização do projeto, quer-se a aquisição de alguns equipamentos chaves, como um sistema PPMS para medidas de calor específico sob campo, um criostato varitemp e equipamentos periféricos para a montagem de estação de medida de magnetoestrição e de medida de constantes elásticas, além da montagem de uma câmara de alto vácuo para deposição de filmes finos com três eletrodos magnetron. Outros equipamentos são solicitados para viabilizar outras técnicas de caracterização. (AU)

Publicações científicas

(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)

DE CAMPOS, A.; MOTA, M. A.; GAMA, S.; COELHO, A. A.; WHITE, B. D.; DA LUZ, M. S.; NEUMEIER, J. J. Single crystal growth and characterization of MnAs. Journal of Crystal Growth, v. 333, n. 1, p. 54-58, OCT 15 2011. Citações Web of Science: 5.

GAMA‚ S.; COELHO‚ A.A.; DE CAMPOS‚ A.; CARVALHO‚ A.M.G.; GANDRA‚ F.C.G.; VON RANKE‚ P.J.; DE OLIVEIRA‚ N.A. Pressure-induced colossal magnetocaloric effect in MnAs. Physical Review Letters, v. 93, n. 23, p. 237202, 2004.