Estudo do sistema Sm$_{1-x}$Y$_{x}$Co$_{5}$ em bulk e nanocristal com difração de nêutrons: uma nova rota para os magnetos duros

Resumo

A compreensão dos mecanismos físicos que governam os ímãs permanentes é de grande importância para o desenvolvimento de materiais com aplicações em altas tecnologias, desde um eficiente armazenamento e transporte de dados até a geração e a distribuição de energia. Neste projeto, propomos um estudo das propriedades magnéticas e estruturais do magneto permanente Sm$_{1-x}$Y$_{x}$Co$_5$, como uma solução sólida nanoestruturada, usando espalhamento de nêutrons. A substituição controlada de Y em sítios de Sm na liga nanoestruturada ajudará a obter uma melhor compreensão do papel que os eléctrons $d$ e a redução da dimensionalidade do sistema desempenham na determinação da anisotropia magnética e das correlações entre spins, abrindo assim o caminho alternativo para alcançar ímãs permanentes com alto desempenho e baixo custo. Estimulados por esse desafio, solicitamos apoio financeiro da FAPESP para iniciar uma colaboração científica entre o grupo de pesquisa liderado por um especialista qualificado em espalhamento de nêutrons, Dr. G{\o}ran Nilsen, do ISIS Neutron e Muon Facility, Laboratório Rutherford Appleton ( ISIS-RAL) e o grupo de pesquisa liderado pelo Prof. Larrea, do Departamento de Física de Materiais do Instituto de Física da USP (DMFT-IFUSP). O suporte financeiro concedida pela FAPESP ajudará a cobrir a visita do Dr. Nilsen à USP no período de novembro a dezembro de 2020, na modalidade de Pesquisador Visitante. Além do interesse científico, o plano de trabalho também incluirá o ensino pelo Dr. Nilsen em nosso Programa de Pós-Graduação sobre as aplicações de ponta de experimentos de espalhamento de nêutrons na física da matéria condensada, assim como, a visita a outras duas instituições, o Laboratorio Nacional de Luz Síncrotron (LNSL) e a Escola de Engenharia de Lorena (EEL-USP). O sucesso deste projeto depende da colaboração ativa entre os participantes: a preparação de amostras nanoestruturadas e a caracterização macroscópica das propriedades magnéticas serão realizadas pelos grupos do Prof. Larrea e Prof. Cornejo no DMFT-IFUSP, e os experimentos de espalhamento de nêutrons e análise de dados serão abordados pelo Dr. Nilsen. Finalmente, os fundos atribuídos a este projeto ajudarão a impulsar o projeto Jovens Pesquisadores FAPESP do Prof. Larrea (processo 2018/08845-3), quem se comprometeu a estabelecer colaborações estratégicas com grupos de pesquisa internacionais que possuam facilidades experimentais de ponta ainda não instaladas no Brasil. Isto contribuirá ao desenvolvimento da excelência dos cursos de graduação e pós-graduação e, ampliara o acesso às instalações de nêutrons de última geração para possíveis usuários no estado de São Paulo. (AU)