Pesquisa em novos materiais envolvendo campos magnéticos intensos e baixas temperaturas

Resumo

O Laboratório de Estado Sólido e Baixas Temperaturas (LESBT) do IFUSP é único no Brasil em suas facilidades de campos magnéticos intensos (até 20T) combinados com baixas e muito baixas temperaturas (até ~0.01K). Neste projeto são propostas uma série de pesquisas em novos materiais, em que as condições de altos campos e baixas temperaturas são importantes, e que serão executadas em sua maior parte no LESBT. Dois grupos de novos materiais estão envolvidos: nanoestruturas semicondutoras e novos materiais magnéticos. Propõem-se pesquisas em nanoestruturas semicondutoras dos grupos III-V e IV-VI produzidos por epitaxia de feixes moleculares. A principal motivação está ligada à spintrônica. Em sistemas III-V propõe-se: o estudo de poços parabólicos AlxGa1-xAs; ¬o estudo de transporte de elétrons 2d em heterojunções de AIGaAs/GaAs; estudos de ferromagnetismo de hall quântico de pseudo-spin em sistemas de dupla camada com redes antidots. Em sistemas IV-VI serão estudados: efeitos de localização e/ou antilocalização de portadores em filmes finos de PbEuTe do tipo n e p, e em poços quânticos de Pb1-xEuxTe/Pb1-yEuyTe; interações magnéticas em super-redes de EuTe/PbTe e EuTe/SnTe em função da espessura de camada. Serão estudados ainda, com a mesma motivação, semicondutores do grupo III- nitretos: filmes epitaxiais ferromagnéticos de GaN cúbico, dopados com íons magnéticos (Mn, Fe e Cr) e não magnéticos (C e Mg); - propriedades elétricas do gás de elétrons bidimensional formado na interface de heterojunções de AIGaN/GaN com estrutura cúbica; propriedades ópticas (fotoluminescência, fotoluminescência de excitação,fotorefletância, raman e micro-raman) destes sistemas; estudos teóricos envolvendo métodos ab-initio de cálculo de estrutura eletrônica e energia total. Em novos materiais magnéticos propõe-se o estudo de quatro grupos diferentes de materiais: novos sistemas com elétrons fortemente correlacionados; manganitas com resistência colossal; magnetos geometricamente frustrados; e materiais magnéticos orgânicos. No primeiro grupo propõe-se: a preparação de monocristais de férmions pesados como CeColn5-x(Sn,Ga)x, CeRh1-xlrxln5 e CeRh1-xCoxln5 e compostos relacionados, para estudos de supercondutividade de férmions pesados, comportamento NFL (Non-Fermi Liquid) e fenômenos críticos; estudo de possível estado FFLO (Fulde-Ferrell-Larkin-Ovchinnikov) em compostos do tipo CeColn5; estudos de transições magnéticas induzidas por campo em compostos do tipoPr3Co4Sn13. No segundo grupo propõe-se: o estudo do comportamento crítico e magnitização dependente do tempo em materiais do tipo La0.7-xYxCa0.3MnO3 e La0.62-xPrxCa0.38MnO3, assim como o estudo de transições metamagnéticas abruptas em função da composição química em amostras mono e policristalinas. No terceiro grupo propõe-se: o estudo magnetométrico e de calor específico em materiais da série dos espinélios, CdLn2Se4 (Ln = Dy, Ho) e CdLn2S4 (Ln = Ho, Er, Tm, Yb); e das olivinas ZnLn2S4 (Ln = Er, Tm, Yb). No quarto grupo propõe-se o estudo magnetométrico de interações magnéticas em uma série de novos materiais organo-metálicos e puramente orgânicos. Além do LESBT estarão envolvidos diretamente, o Laboratório de Novos Materiais Semicondutores (LNMS) do IFUSP, o Laboratório Associado de Sensores e Materiais do Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (LAS-INPE), e dois grupos do Instituto de Física da UNICAMP, o Grupo de Propriedades Ópticas da Matéria (GPO) e o Grupo de Óticas e Magnéticas dos Sólidos (GPOMS), além de vários grupos e Iaboratórios colaboradores nacionais e internacionais. (AU)