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Investigação de óxidos metálicos semicondutores nanoestruturados em escala atômica por meio de uma técnica nuclear e cálculos de primeiros princípios

Processo: 12/21132-0
Linha de fomento:Bolsas no Brasil - Pós-Doutorado
Vigência (Início): 01 de fevereiro de 2013
Vigência (Término): 31 de janeiro de 2014
Área do conhecimento:Ciências Exatas e da Terra - Física - Física da Matéria Condensada
Pesquisador responsável:Artur Wilson Carbonari
Beneficiário:Emiliano Luis Muñoz
Instituição-sede: Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares (IPEN). Secretaria de Desenvolvimento Econômico (São Paulo - Estado). São Paulo , SP, Brasil
Assunto(s):Óxidos semicondutores   Interações hiperfinas

Resumo

O presente projeto tem como objetivo a investigação em escala atômica de materiaisnano-estruturados de óxidos semicondutores por meio da medida das interações hiperfinas (HFI) ede cálculos de primeiros princípios. Óxidos semicondutores puros e principalmente dopados commetais apresentam propriedades extremamente interessantes que os tornam candidatos a serusados em aplicações tecnológicas que podem produzir um impacto significativo em diversasatividades. Os materiais a serem investigados neste projeto são óxidos metálicos de band-gaplargo que, quando dopados com metais de transição, podem adquirir ou ressaltar certaspropriedades. Devido a estas propriedades óxidos semicondutores podem ser usados comosensores de gases, como material transparente para dispositivos opto-eletrônicos e tambémformar semicondutores magnéticos diluídos. Nestes materiais, defeitos como vacâncias eimpurezas desempenham um papel fundamental nas suas propriedades e necessitam de um estudoem escala atômica para se conhecer sua influencia nestas propriedades. Será usada aespectroscopia de correlação angular gama-gama perturbada (PAC) para realizar as medidasexperimentais e cálculos de primeiros princípios baseados no funcional de densidade para calcularos parâmetros hiperfinos. Pelo fato de ser uma técnica nuclear, a espectroscopia PAC possuigrande 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 ainfluência de defeitos nas propriedades macroscópicas de muitos materiais, a origem e natureza doordenamento magnético ou a vizinhança local de átomos metálicos na estrutura de óxidos. Namedida de interações hiperfinas, a espectroscopia PAC leva vantagem sobre técnicas deressonância, pois a temperatura da amostra não influencia na resolução da medida, o que permitemedidas a temperaturas bem altas. O principal objetivo do projeto é entender o papel dasimpurezas nas propriedades eletrônicas dos materiais e estabelecer metodologias de preparação deóxidos semicondutores com as propriedades aperfeiçoadas para as aplicações de interesse.