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Investigação em escala atômica de óxidos metálicos nano-estruturados semicondutores de alta constante dielétrica por uma técnica nuclear

Processo: 12/11104-9
Linha de fomento:Auxílio à Pesquisa - Regular
Vigência: 01 de outubro de 2012 - 31 de março de 2015
Área do conhecimento:Engenharias - Engenharia Nuclear - Aplicações de Radioisótopos
Pesquisador responsável:Artur Wilson Carbonari
Beneficiário:Artur Wilson Carbonari
Instituição-sede: Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares (IPEN). Secretaria de Desenvolvimento Econômico (São Paulo - Estado). São Paulo , SP, Brasil
Pesq. associados:José Mestnik Filho ; Rajendra Narain Saxena
Assunto(s):Materiais nanoestruturados  Óxidos semicondutores  Filmes finos  Estrutura hiperfina 

Resumo

O presente projeto tem como objetivo o uso de uma técnica nuclear para a investigação em escala atômica de materiais nano-estruturados de óxidos semicondutores de alta constante dielétrica por meio da medida das interações hiperfinas (HFI). Óxidos metálicos puros e principalmente dopados com metais apresentam propriedades extremamente interessantes que os tornam candidatos a ser usados em aplicações tecnológicas que podem produzir um impacto significativo em diversas atividades. Os materiais a serem investigados neste projeto são óxidos metálicos de band-gap largo, como por exemplo, no caso especifico do HfO2, um material isolante para uso em novas gerações de microprocessadores e o CeO2. Nestes materiais, defeitos como vacâncias e impurezas desempenham um papel fundamental nas suas propriedades e, portanto pretendemos investigar em escala atômica, a influência da dopagem com determinados elementos nas propriedades destes óxidos. Será usada a espectroscopia de correlação angular gama-gama perturbada (PAC) para realizar as medidas experimentais. Càlculos de primeiros principios utilizando a teoria do funcional densidade serão realizados para se obter os parâmetros hiperfinos. Pelo fato de ser uma técnica nuclear, a espectroscopia PAC possui grande precisão e eficiência na medida dos campos hiperfinos locais numa escala atômica, constituindo uma ferramenta ideal para a investigação da origem atômica de fenômenos como a influência de defeitos nas propriedades macroscópicas de muitos materiais, a origem e natureza do ordenamento magnético ou a vizinhança local de átomos metálicos na estrutura de óxidos. Na medida de interações hiperfinas, a espectroscopia PAC leva vantagem sobre técnicas de ressonância, pois a temperatura da amostra não influencia na resolução da medida, o que permite medidas a temperaturas bem altas. O principal objetivo do projeto é estabelecer metodologias de preparação destes óxidos com as propriedades aperfeiçoadas para as aplicações de interesse. (AU)

Publicações científicas (5)
(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)
BOSCH-SANTOS, B.; CABRERA-PASCA, G. A.; SAXENA, R. N.; BURIMOVA, A. N.; CARBONARI, A. W. Magnetic interactions at Ce impurities in REMn2Ge2 (RE = La, Ce, Pr, Nd) compounds. PHYSICA B-CONDENSED MATTER, v. 536, p. 137-141, MAY 1 2018. Citações Web of Science: 0.
EFFENBERGER, FERNANDO B.; CARBONARI, A. W.; ROSSI, L. M. The influence of 1,2-alkanediol on the crystallinity of magnetite nanoparticles. Journal of Magnetism and Magnetic Materials, v. 417, p. 49-55, NOV 1 2016. Citações Web of Science: 2.
CAVALCANTE, F. H. M.; LEITE NETO, O. F. L. S.; SAITOVITCH, H.; CAVALCANTE, J. T. P. D.; CARBONARI, A. W.; SAXENA, R. N.; BOSCH-SANTOS, B.; PEREIRA, L. F. D.; MESTNIK-FILHO, J.; FORKER, M. Magnetic hyperfine interactions on Cd sites of the rare-earth cadmium compounds RCd (R=Ce, Pr, Nd, Sm, Gd, Tb, Dy, Ho, and Er). Physical Review B, v. 94, n. 6 AUG 15 2016. Citações Web of Science: 1.
CAVALCANTE, F. H. M.; PEREIRA, L. F. D.; CARBONARI, A. W.; MESTNIK-FILHO, J.; SAXENA, R. N. A method to determine contributions to the hyperfine field at Ce probes in magnetic hosts: Application to Ce impurities at RE sites in REAg (RE = Gd, Tb, Dy, Ho) compounds. Journal of Alloys and Compounds, v. 660, p. 148-158, MAR 5 2016. Citações Web of Science: 4.
SENA, C.; COSTA, M. S.; MUNOZ, E. L.; CABRERA-PASCA, G. A.; PEREIRA, L. F. D.; MESTNIK-FILHO, J.; CARBONARI, A. W.; COAQUIRA, J. A. H. Charge distribution and hyperfine interactions in the vicinity of impurity sites in In2O3 doped with Fe, Co, and Ni. Journal of Magnetism and Magnetic Materials, v. 387, p. 165-178, AUG 1 2015. Citações Web of Science: 16.

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