Espalhamento difuso múltiplo de raios X com fontes síncrotrons de alto fluxo: aplicações em termoelétricos e isolantes topológicos

• Processo: 22/09531-8
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Mestrado
• Data de Início da vigência: 01 de novembro de 2022
• Data de Término da vigência: 31 de outubro de 2024
• Área de conhecimento: Ciências Exatas e da Terra - Física - Física da Matéria Condensada
• Pesquisador responsável: Sérgio Luiz Morelhão
• Beneficiário: Maurício Bastos Estradiote
• Instituição Sede: Instituto de Física (IF). Universidade de São Paulo (USP). São Paulo , SP, Brasil
• Assunto(s): Difração por raios X Materiais termoelétricos Monocristais Radiação síncrotron Cristalografia
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Difração de Raios X | Espalhamento Difuso Múltiplo | isolante topológico | Materiais Termoelétricos | Monocristais | Radiação Síncrotron | Cristalografia

Resumo

Um fenômeno pouco conhecido denominado espalhamento difuso múltiplo (EDM) pode ser observado quando o espalhamento difuso proveniente do interior de um cristal se sobressai ao espalhamento difuso produzido na superfície de entrada dos raios X no material. O espalhamento difuso geral tem origem nas inomogeneidades da rede cristalina, daí a necessidade de usar feixes com seção transversa pequena o suficiente para minimizar o espalhamento da superfície, região de grande inomogeneidade. O espalhamento difuso oriundo do interior do cristal, ao sofrer re-espalhamento pelos planos de Bragg, dá origem ao EDM. Imageamento dos Cones de Bragg com radiação monocromática é um fenômeno ímpar e, a princípio, capaz de monitorar a estrutura 3D de cristais sob condições com limitada goniometria, isto é, com poucos graus de liberdade rotacionais da amostra. Neste projeto, ferramentas de análise gráficas previamente desenvolvidas (projeto de Iniciação Científica do candidato), e experimentos com feixes síncrotrons de alto fluxo serão extensivamente empregados em estudos desafiadores com objetivos tanto de sedimentar as possibilidades da técnica de imageamento EDM como na compreensão da estrutura de materiais tecnológicos. Inicialmente, quantificar o espalhamento difuso produzido por vibrações anarmônicas em termoelétricos da classe skutteruditas, caracterizar contribuições ao EDM de estruturas epitaxiais combinando materiais isolantes topológicos e magnéticos, e por fim avaliar a resolução das imagens de EDM em monitorar distorções nos parâmetros de rede, visando futuras aplicações em cristais sob condições extremas.