Estudo das propriedades físicas de nanopartículas magnéticas (Síntese, caracterização e manipulação)

• Processo: 11/06504-5
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Pós-Doutorado
• Data de Início da vigência: 01 de agosto de 2011
• Data de Término da vigência: 31 de julho de 2013
• Área de conhecimento: Ciências Exatas e da Terra - Física - Física da Matéria Condensada
• Pesquisador responsável: Carlos Rettori
• Beneficiário: Wellington Akira Iwamoto
• Instituição Sede: Instituto de Física Gleb Wataghin (IFGW). Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP). Campinas , SP, Brasil
• Vinculado ao auxílio: 06/60440-0 - Estudo de sistemas fortemente correlacionados em condições extremas, AP.TEM
• Assunto(s): Nanopartículas Semicondutores Ressonância paramagnética Ferromagnetismo
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: ferromagnetismo | Nanopartículas | Ressonancia Paramagnetica | semicondutores | Ressonância de Spin Eletrônico

Resumo

O presente projeto visa à síntese química e às caracterizações morfológicas, estruturais e magnéticas dos seguintes tipos de nanopartículas: i) metálicas simples dopadas do tipo A1-xMx, onde A = Cu, Ag, Al, Pt e M são metais de transição 3dn (M = Fe, Co, Mn) e terras-raras 4fn (M = Gd, Nd, Er), e ii) de compostos isolantes do tipo NaY1-xMxF4 dopados tambem com terras-raras 4fn (M = Gd, Nd, Er, Yb) e compostos ferromagnéticos do tipo NiO e Fe3O4. Estes estudos estarão sendo realizados variando a sua composição química e o tamanho médio de partícula (5 - 100 nm). Referente à composição serão estudados dois extremos: o caso diluído, com x < 0,01 (elementos magnéticos isolados dentro da partícula), e concentrado, com x ~ 0,50 (elementos químicos magnéticas acoplados que se "enxergam" e interagem dentro da partícula, inter/intra). Com relação ao tamanho médio, o interesse será o estudo do efeito do tamanho finito (relação superfície/volume) nas propriedades estruturais (fases, campos cristalinos), eletrônicas (quantum size effects), ópticas (Tunable Upconversion Fluorescence), magnéticas (acoplamento magnético) e a correlação entre as mesmas. Em quanto à manipulação das nanopartículas, pretende-se desenvolver e adaptar técnicas para formação de arranjos auto-organizados (filmes finos de nanopartículas), que apresentam grande interesse na exploração de propriedades coletivas. As nanopartículas magnéticas diluídas serão sintetizadas por método químico baseado no procedimento descrito por Tang et al, para o qual toda infra-estrutura de síntese dessas nanopartículas já estão disponíveis no grupo (Grupo de Propriedades Ópticas e Magnéticas de Sólidos (GPOMS)-UNICAMP. Para as caracterizações morfológicas e estruturais serão utilizados os equipamentos de Microscopia Eletrônica de Transmissão (JEM 3010, 300 keV), de Espalhamento de Raios-x a Baixo Ângulo (D11A-SAXS1) e de Difração de pó de Raios-x (D10B-XPD) localizadas no Laboratório Nacional de Luz Síncrotron (LNLS). Já as caracterizações magnéticas macroscópicas serão realizadas no MPMS (Magnetic Properties Measurement System) da Quantum Design e as microscópicas no espectrômetro de Ressonância de Spin Eletrônico (ESR) (Bruker ELEXSYS E500), sendo que ambas as técnicas se encontram localizadas no grupo GPOMS-UNICAMP.