- Propriedades de Transporte Elétrico
Estudar as propriedades eletrônicas e de transporte como função de parâmetros termodinâmicos como temperatura, campo magnético e pressão em diversos materiais de interesse de pesquisa básica e tecnológico. (1) Sistemas com os graus de liberdade de spin, de rede e de carga acoplados (Manganitas); (2) Sistemas com ordenamentos elétrico e magnético correlacionados. Um outro estudo interessante envolvendo transporte elétrico é o estudo do efeito de magnetorresistência em microfios com estrutura do tipo core/shell (metal/óxido).
- Sistemas Fortemente Correlacionados
Óxidos de metais de transição dopados, com propriedades físicas fortemente correlacionadas, estão entre os materiais mais interessantes na física da matéria condensada. Nestes materiais, os mesmos elétrons são responsáveis pelas propriedades magnéticas e de transporte que por sua vez estão acopladas com a rede cristalina. O entendimento dessas propriedades físicas juntamente com as correlações entre os graus de liberdade é importante não só do ponto de vista científico, mas também para aplicações tecnológicas. Em geral, as famílias mais interessantes pertencentes a essa classe de materiais são os cupratos, que apresentam supercondutividade em alta temperatura crítica, os rutanatos, que apresentam coexistência de supercondutividade e magnetismo, os multiferrôicos, que apresentam coexistência de ordem magnética e elétrica, e as manganitas, que apresentam o efeito de magnetoresistência colossal. As manganitas e os multiferróicos são de interesse nessa linha de pesquisa.
- Síntese e Caracterização de Micro/nanoestruturas Hierárquicas
Devido a aplicações em dispositivos como sensores, transdutores, memórias magnéticas, pesquisa envolvendo síntese de nanoestruturas – nanofios, nanotubos, nanopartículas – tem recebido muita atenção de pesquisadores atuando na área de matéria condensada. Síntese e estudo das propriedades físicas de micro/nanoestruturas hierárquicas de óxido de metal de transição é de interesse como: Zn, Sn, Pb, Cu, Ni, Ti, Fe. O objetivo principal é obter um melhor entendimento da cinética de formação de nanofios, microtubos e estruturas hierárquicas, bem como das propriedades físicas. Espera-se obter nanofios homogêneos com grande razão de aspecto decorando microtubos não só de Zn, mas também de outros metais com ponto de fusão baixo. As diferentes aplicações de nanofios e microtubos podem ser combinadas em um único dispositivo, além de outros materiais nanométricos poderem ser funcionalizados na ponta dos nanofios.
- Origem de Magnetismo em Nanoestruturas
Ainda nesta mesma frente de pesquisa científica, pretende-se obter um melhor entendimento da origem do magnetismo em sistemas nanoestruturados. O maior apelo tecnológico seria a integração de propriedades semicondutoras com ferromagnetismo. Essas duas funcionalidades do elétron têm sido o foco da área de spintrônica por causa da dificuldade associada com a injeção de spins em dispositivos semicondutores não magnéticos. Observação de ferromagnetismo em semicondutores é raro. Recentemente, estudos têm mostrado que ferromagnetismo pode ser observado em nanopartículas de óxido que não deveriam ser magnéticos tais como: CeO2, Al2O3, ZnO, In2O3, and SnO2. Esses materiais são diamagnéticos em escala macroscópica. Parece que ferromagnetismo é uma característica universal em materiais nanoestruturados. A origem desse tipo de magnetismo não é muito bem entendida na literatura.
- Magnetismo em Nanopartículas Magnéticas e Multiferróicas
Nanopartículas magnéticas são de grande interesse científico interdisciplinar incluindo aplicações em fluidos magnéticos, armazenamento de informação, biotecnologia/biomedicina, catálise entre outros. Os sistemas magnéticos nanoscópicos apresentam uma grande variedade de outras propriedades físicas interessantes, formando um conjunto único para o estudo de diversos problemas em física da matéria condensada, como super-paramagnetismo, tunelamento eletrônico, comportamentos do tipo vidro de spin e interações críticas entre outros.