Física de Materiais

Adalberto Fazzio

  1. Propriedades Eletrônicas e Estruturais de:
    a) Nanomateriais
    b) Superfícies
    c) Moléculas e Átomos Adsorvidos em Superfícies
    d) Defeitos Extensos
    e) Óxidos Amorfos
  2. Propriedades de Transporte:
    a) Nanofios Metálicos
    b) Nanotubos de Carbono
  3. Teoria do Funcional da Densidade:
    a) Implementação do Funcional Meta-GGA
    b) Estados Excitados
  4. Desenvolvimento de Algoritmos:
    a) Método de Monte Carlo
    b) Dinâmica Molecular


Alain André Quivy
Minhas atividades científicas, junto ao Laboratório de Novos Materiais Semicondutores (LNMS) do Departamento de Física de Materiais e Mecânica (FMT), envolvem vários tipos de pesquisas em Física Básica e Física Aplicada relacionadas:
  1. à fabricação de nanoestruturas semicondutoras (pontos e poços quânticos) pela técnica de epitaxia por feixes moleculares (MBE);
  2. à caracterização dessas amostras por várias técnicas estruturais, ópticas ou elétricas, tais como microscopia de força atômica (AFM), fotoluminescência (PL), efeito Hall, curvas I-V e C-V;
  3. ao processamento completo em sala limpa (fotolitografia, metalização, tratamento térmico rápido (RTA), microssolda com fio de ouro (wire bonding)) de vários tipos de dispositivos optoeletrônicos, tais como células solares, detectores de radiação infravermelha e lasers de estado sólido (diodo, cascata quântica);
  4. aos testes destes dispositivos com equipamentos ou experimentos dedicados, tais como probe station acoplada a um analisador de parâmetros semicondutores, medidas de absorção por FTIR, medidas de responsividade com corpo negro, medidas de eficiência quântica, medidas de ruído elétrico com analisador de espectros (FFT) e simulador solar (em breve).

Estas pesquisas possuem muitas aplicações em áreas estratégicas como nanotecnologia, agricultura, energia, saúde, meio ambiente e defesa, e estão sendo desenvolvidas em parcerias com empresas brasileiras, com outros grupos de pesquisa nacionais (PUC-Rio, UFMG), com o Centro Tecnológico da Aeronaútica (CTA), e com colaboradores estrangeiros da Universidade de Princeton (estados Unidos) e do Laboratório Iberoamericano de Nanotecnologia (INL, Portugal).  Os interessados podem entrar em contato por e-mail ou pelo telefone (11) 3091-7147.


Aldo Felix Craievich
Materiais nanoestruturados: estrutura e mecanismos de transformação. Descrição: estudam-se diversos tipos de materiais nanoestruturados em estados sólido ou líquido e as transformações estruturais que ocorrem nos correspondentes processos de obtenção. Focalizam-se, em particular, a estrutura em escala nanométrica e os processos de agregação em soluções líquidas coloidais, proteínas em solução, géis, xerogéis porosos (de volume e em filmes finos), nanocompósitos híbridos e vidros contendo quantum dots (nanocristais semicondutores e metálicos). Mediante a técnica experimental de espalhamento de raios x a baixo ângulo (SAXS), utilizando frequentemente feixes de raios x produzidos por fontes síncrotron, estudam-se as transformações estruturais in situ para determinar os mecanismos de transformação associados. As caracterizações da estrutura e dos mecanismos de agregação são feitas, em muitos casos, mediante a aplicação de conceitos de geometria fractal. As técnicas de SAXS e de difração de raios x a alto ângulo (WAXS) são utilizadas conjuntamente para estabelecer correlações relevantes entre as estruturas em escala nanométrica e atômica. As caracterizações estruturais acima descritas são utilizadas para explicar as propriedades físico-químicas dos materiais estudados.
Site do Grupo de Cristalografia do Departamento de Física Aplicada: http://www.if.usp.br/cristal.


Alexandre Levine
O Prof. Alexandre atua na área de Física da Matéria Condensada, desenvolve pesquisa com ênfase no estudo de heteroestruturas semicondutoras de baixa dimensionalidade que servem de base para fabricação de dispositivos fotodetectores que operam na região do espectro além do visível (infravermelho - milímetro). Trabalha com técnicas experimentais como fotoluminescência, espectroscopia de foto-corrente, transporte elétrico em campos altos e temperaturas baixas.
Física Computacional em problemas onde não é possível achar soluções analíticas ou para análise de representações integrais das grandezas físicas, na aplicação da teoria das equações ordinárias diferenciais de segunda ordem em Mecânica Quântica. Estuda os processos quânticos com partículas carregadas de spins em campos eletromagnéticos, que complementa seus interesses na área experimental da pesquisa.


André Bohomoletz Henriques
Efeitos quânticos, tais como superposição e emaranhamento de estados eletrônicos, em particular do spin, são recursos com potencial de aplicação na tecnologia do futuro. Alguns dos desafios nesta área  são a otimização dos tempos de vida do spin eletrônico e das técnicas de manipulação em escala de tempo ultra-curta. Aplicamos a espectroscopia de pump-and-probe na investigação de nano-estruturas de semicondutores magnéticos e não-magnéticos. Nessa técnica,  lasers com pulsos ultra curtos (femto- ou pico-segundos) são utilizados para manipular o spin eletrônico. O trem de pulsos gerado pelo laser é dividido em dois (pump e probe). A amostra é perturbada por um pulso pump, e as alterações causadas pela perturbação são medidas com um pulso probe. Algumas propriedades da amostra alteradas pela perturbação, tais como magnetização, refletividade, absorção, luminescência, são monitoradas, com resolução de femtosegundos. O projeto envolve o desenvolvimento de modelos teóricos utilizados para interpretar dados experimentais.
Link para a pagina do orientador: http://romeo.if.usp.br/~andreh/lmo/pesquisa.html.


Antônio Domingues dos Santos
Nanociência e Nanotecnologia se tornaram palavras-chaves para o desenvolvimento científico e tecnológico de qualquer nação. Neste âmbito, venho desenvolvendo as minhas atividades de pesquisa. O meu objetivo principal está em desenvolver e dominar técnicas de produção e caracterização de materiais magnéticos em escalas micro e nanoscópicas. Os trabalhos em desenvolvimento atualmente são:

  1. produção por método físico e caracterização estrutural e magnética de nanopartículas magnéticas e de metais nobres;
  2. estudos micromagnéticos em objetos magnéticos microscópicos usando técnicas magnetoóticas em campo próximo;
  3. estudo do acoplamento entre plasmons de superfície e magnetismo.


Antônio José Roque da Silva
Estudo de estrutura eletrônica e propriedades dinâmicas de sólidos e sistemas atômicos e moleculares. O interesse principal é na área de simulações computacionais, com forte ênfase na utilização de métodos de primeiros princípios baseados na Teoria do Funcional da Densidade para a descrição da estrutura eletrônica dos materiais, e em simulações à temperatura finita utilizando ou Dinâmica Molecular ou Método de Monte Carlo. Propriedades de nanoestruturas têm sido foco de pesquisa, tais como: nanotubos de carbono, nanofios metálicos, nanofios semicondutores, dispositivos moleculares e fulerenos. Particular atenção tem sido dirigida na investigação das propriedades de transporte e como impurezas e defeitos as afetam.


Antonio Martins Figueiredo Neto
Investigação das propriedades ópticas e estruturais de fluidos complexos por meio de técnicas de óptica linear (birrefringência, atividade óptica, transmitância) e não-linear (varredura Z) e radiocristalografia (espalhamento e difração de raios x). Os resultados experimentais obtidos são utilizados na modelagem desses fluidos complexos.


Armando Corbani Ferraz
Estudos teóricos relacionados às propriedades eletrônicas e estruturais de:
    1. superfícies semicondutoras;
    2. adsorção de átomos e moléculas em superfícies;
    3. interfaces metal-semicondutor;
    4. super-redes semicondutoras;
    5. processos de difusão em heteroestruturas;
    6. defeitos e impurezas em sólidos;
    7. simulação de processos de crescimento de materiais.
O desenvolvimento destes estudos se dá através de cálculos de primeiros Princípios, incluindo-se principalmente pseudopotenciais ab initio e utilizando-se o procedimento estático ou Hamiltoniano (Métod de Kohn-Sham) ou o procedimento Dinâmico, Lagrangeano (Método de Car-Parrinello).


Armando Paduan Filho
  1. Transições magnéticas de fase.
  2. Pesquisa em altos campos magnéticos, e baixas temperaturas.
  3. Condensação de Bose-Einstein de magnons.
     

Arnaldo Gammal

Nossa pesquisa presente envolve a compreensão de como evoluem no tempo os condensados atômicos de Bose-Einstein e determinação de estados de menor energia do sistema. O condensado pode ser considerado um laboratório de física não linear, com a presença de fenômenos como difração não linear, colapso, solitons, vórtices e ondas de choque. Condensados também permitem estudos de sistemas de física da matéria condensada em situações controladas onde diversos parâmetros podem ser modificados. Para estudo dessa evolução temporal desenvolvemos diversos códigos computacionais para solução de equações diferenciais parciais. Também temos interesse em estudos que vão além do campo médio usando métodos de Monte-Carlo e multi-orbitais.



Caetano Rodrigues Miranda
Com experiência em Física da Matéria Condensada e Ciência dos Materiais, atuando principalmente na área de Simulação Computacional de Materiais, aplicada a Materiais para Energia, Nanotecnologia, Técnicas de Física Computacional e Materiais sob condições extremas. Tópicos específicos:

  1. nanotecnologia com aplicações em tecnologias do petróleo, materiais de construção e alimentos;
  2. simulações em nano e microfluidica;
  3. energias alternativas (catálise, armazenamento de hidrogênio, células combustíveis e baterias);
  4. física de superfícies e interfaces;
  5. propriedades termodinâmicas e reológicas de geomateriais, meso e nanoestruturas;
  6. sistemas vítreos e líquidos confinados, ligas metálicas, superfícies e defeitos em sólidos;
  7. desenvolvimento de técnicas de Física Computacional (cálculos energia livre e multiescala);
  8. simulações ab-initio, potenciais empíricos e técnicas de Monte Carlo, Dinâmica Molecular e Redes de Boltzmann.
Magnetismo Ambiental: área multidisciplinar que estuda solos e sedimentos presentes em mangues, represas e rios. Vidros: caracterização de vidros ferro fosfatos preparados em fornos de microondas. Caracterização de solos lunares simulados. Nanomateriais: estudo de nanopartículas preparadas via sol-gel. Caracterização de nanopartículas de óxidos de ferro em ferrofluidos.


Daniel Reinaldo Cornejo
Propriedades Magnéticas de Materiais Nanoestruturados. Estudos experimentais e modelamento computacional de sistemas magnéticos nanoestruturados de baixa dimensionalidade: nanopartículas, nanofios e filmes finos. Análise experimental e modelagem de fenômenos mesoscópicos governados principalmente por interações magnéticas, como histerese magnética, “exchange-bias”, magneto-transporte e fenômenos relacionados. Estudos e aplicação da anális FORC em sistemas histéricos diversos. Estudos experimentais e modelo computacional de sistemas híbridos ferromagneto/supercondutor.


Danilo Mustafa
A pesquisa em materiais baseados em íons terras raras apresenta um significante potencial para superar alguns dos problemas encontrados quando tenta-se aplicar materiais com propriedades ópticas, principalmente no desenvolvimento de fontes energias alternativas. A propostas da pesquisa em materiais luminescentes compõem uma parte importante e atual da área de ciência de novos materiais (Preparação, caracterização e aplicação de nanomateriais emissores de luz). Essa linha de pesquisa se enquadra numa dinâmica científica e tecnológica compostas por temas multidisciplinares que possibilitam a integração do conhecimento principalmente das áreas de Física e Química.

Exemplos de materiais estudados:

1 – Nanotubos de hidróxidos duplos lamelares (LDH) dopadas com íons terras raras para aplicações como sensibilizadores em células solares;
2 – Complexos luminescentes baseados em benzenotricarboxilatos dopados com íons terras raras para aplicações como marcadores ópticos (dispositivo de segurança em cédulas monetárias, marcadores biológicos etc);

Elisabeth Andreoli de Oliveira
  1. Interações superficiais: investigamos as interações de cristais líquidos nas superfícies de contorno e como essas interações determinam a orientação do cristal líquido, na presença ou ausência de um campo externo e também a influência em suas propriedades dinâmicas (reorientação). Nesse estudo são utilizadas superfícies de contorno com diferentes características, por exemplo recobrimentos de polímetro ou fotopolímeros que podem induzir uma direção de alinhamento ao cristal líquido através de um processamento que pode ser mecânico (esfregamento do polímero) ou através de fotopolimerização.
  2. Estudo de propriedades liquido cristalinas de sistemas multilamelares compostos por lipidios e DNA. O objetivo desse estudo é compreender os procesos que levam a inserçao do DNA entre bicamadas formadas por lipidios neutros; sem intermediação de interações eletrostaticas. Para isso são empregadas técnicas de refletivadade rasante de raios X, que permitem a determinamção da estrutura microscopica, e microscopia de fluorescenca para o estudo dos processos de difusão do DNA na camada aquosa.
  3. Estudo de estabilidades de sistemas coloidais anisotrópicos: O uso de cristais líquidos como um meio dispersante para partículas constitui um meio anisotrópico para o qual é possível aplicar uma descrição para descrever a organização das partículas coloidais. A estabilidade dessas soluções é governada pelo equilíbrio entre as interações nas superfícies das partículas e pela elasticidade do meio onde a orientação do cristal líquido deixa de ser uniforme devido à presença das partículas. O aspecto interessante desses sistemas é que as condições de contorno na superfície das partículas podem ser alteradas e controladas a partr de tratamentos de superfície adequados. As técnicas utilizadas são: ópticas (observação de textura em microscópio de luz polarizada,medida de birrefrigência), espalhamento de raios X, calorimetria diferencial de varredura, microscopia de fluorescencia e reologia.
 

Euzi Conceição Fernandes da Silva
Desenvolvo pesquisa na área de materiais semicondutores com ênfase no desenvolvimento de dispositivos do estado sólido (fotodetectores e laseres) produzidos com base nos compostos III-V com operação na faixa espectral do infravermelho. A caracterização experimental dos dispositivos é feita com medidas elétricas (corrente no escuro e fotocorrente), medidas de transporte (Hall e Shubnikov-deHaas), e ópticas (fotoluminescência (PL), fotoluminescência de excitação (PLE), e FTIR).


Felix Hernandez
A linha de pesquisa desenvolvida dentro do Laboratório de Novos Materiais Semicondutores procura o estudo de propriedades quânticas de materiais nanoestruturados através de técnicas ópticas e de transporte eletrônico. O estudo de física básica e aplicações destes nanocristais será realizado em montagens experimentais modernas construídas nos últimos dois anos.
Saiba mais neste site 
http://fmt.if.usp.br/~felixggh.


Fernando Assis Garcia
Nossa pesquisa aborda o estudo de sistemas fortemente correlacionados por meio de técnicas avançadas de raios-X,  que envolvem o uso de  radiação síncrotron. Estudamos principalmente materiais magnéticos, a  relação do magnetismo com supercondutividade e magnetos frustrados. No  momento, procuramos alunos com interesse  em experimentos de absorção  e difração de raios-X a altas pressões e ainda espectroscopia de  fotoelétrons, aplicadas ao estudo de magnetos itinerantes.

Mais detalhes estão disponíveis em meu site:  

 

Gabriel Teixeira Landi
Meu principal interesse de pesquisa está no desenvolvimento da teoria de sistemas quânticos abertos e suas aplicações em termodinâmica quântica e fenômenos de transporte.

Mais detalhes estão disponíveis em meu site:  



Guennadii Michailvich Goussev
a)  Novos Materiais para Dispositivos Spintrônicos
Nós estudamos os fenômenos básicos de material e as propriedades das estruturas de Aly Gay-1 As/AlxGax-1 para aplicação em spintrônica. As propriedades de spin em estes materiais dependem fortemente da composição de Al x e y. Isto abre novas possibilidades para sintetizar materiais com uma estreita diferença entre as energias de "spin down" de elétrons bidimensionais na presença de camo magnético (fator-g ínfimo). Esta propriedade permite a fácil manipulação do spin eletrônico através da aplicação de um campo elétrico externo.
b) Transporte em Nanoestruturas com Forte Interação Elétron-Elétron
Nós estudamos das propriedades de transporte de nanoestruturas com forte interação elétron-elétron. A próxima geração de dispositivos semicondutores estará sem dúvida baseada nas regras da mecânica quântica e a pesquisa de fenômenos físicos básicos muito interessantes tais como, o caos quântico e a correlação-elétron em esses dispositivos será necessária, para uma possível aplicação em dispositivos.
c) Isolantes Topológicos
A recente descoberta de isolantes topológicos, como outros avanços em física de matéria condensada básica, permite ovas aplicações que exploram a nosso novo conhecimento. As propriedades de superfícies desses isolantes podem resultar em novos dispositivos spintronicos ou magnéticos. Além disso, em combinação com supercondutores, isolantes topológicos podem levar a uma nova arquitetura de computadores quânticos com bit que possui propriedades topológicas. Esses isolantes já tiveram um impacto considerável em física de matéria condensada, deixando bem claro que os efeitos topológicos que foram previstos somente para as temperaturas baixas e campos magnéticos altos podem determinar a física de materiais de sistemas macroscópicas em condições ambientais.
Link para a página do orientador: http://macbeth.if.usp.br/~gusev/.


Helena Maria Petrilli
Utilizamos cálculos de estrutura eletrônica, dentro da Teoria do Funcional da Densidade (DFT) para a investigação de propriedades do estado fundamental de diferentes tipos de materiais, em abordagens multi-escala. Estudamos propriedades eletrônicas e estruturias de sistemas biomoleculares e mateirais de interesse tecnológico, além de problemas de Física Básica. No momento, em colaboração com pesquisadores no Brasil e no exterior (http://nanomol.if.usp.br), estamos particularmente interessados nos problemas mencionados a seguir.

  1. Biomoléculas com potencial aplicação em nanomedicina e/ou dispositivos nanoeletrônicos biomoleculares;
  2. Interfaces moléculas/superfície com potencial aplicação na área de dispositivos nanoeletrônicos biomoleculares;
  3. Complexos de metais e sua interação com proteínas;
  4. Ligas intermetálicas, para melhorar suas propriedades mecânicas. Construímos diagramas de fases (concetração versus temperatura) combinado mecânica quântica e mecânica estatística. Estudamos também as propriedades eletrônicas, magnéticas e hiperfinas;
  5. Nanomagnetismo em nanoestruturas magnéticas de metais de transição em matrizes metálicas ou em superfícies metálicas.


José Fernando Diniz Chubaci
Estudos das propriedades de cristais naturais e artificiais, através de absorção óptica UV-VIS e FT-IR, termoluminescência (TL), difração de raios x (XRD), espectroscopia de massa (ICP-MS) e fotoluminescência. Interação das radiações ionizantes com a matéria. Desenvolvimento de novos materiais dosimétricos para termoluminescência (TL), luminescência opticamente estimulada (OSL), radiofololuminescência (RPL) e emissões exoeletrônicas termicamente estimuladas (TSEE).
Formação, modificação e caracterização de materiais por feixes de íons. Implantação de íons energéticos para a modificação das propriedades de cristais iônicos e minerais. Formação de filmes finos por deposição assistida por feixes de íons (IBAD): filmes de óxidos (AlOx, HfOx, TiOx) com alta constante dielétrica, filmes finos semicondutores (InN), filmes finos para aplicações mecânicas (TiN, BN, CN) e metalização assistida por feixes de íons (OLED). Simulação computadorizada de processos de formação de filmes e da estrutura e propriedades dos materiais estudados.
 
 
Julio Antonio Larrea Jiménez
Minha área atual de pesquisa está focada ao entendimento de novos estados da matéria e fenômenos quânticos exóticos, a serem usados na realização de matérias funcionais e sustentáveis. Dentro do Laboratório de Baixas Temperaturas e Estado Sólido, atuo em temas de pesquisa multidisciplinar, como:
 
1. Estudo de Transições de Fase Quântica.
2. Estudo de Estados Topológicos Quânticos.
3. Magnetismo Quântico.
4. Sínteses de materiais nanoestruturados e em altas pressões direcionado ao entendimento da termoeletricidade, spintrônica e supercondutividade.
5. Desenvolvimento de métodos experimentais do estado da arte sob condições extremas de altas pressões, temperaturas ultrabaixas e altos campos magnéticos.
6. Desenvolvimento de modelos teóricos fenomenológicos que visem explicar nossos resultados experimentais.
 
Maiores detalhes sobre essas linhas de pesquisa, pode ser encontrada no meu curriculum Lattes: http://lattes.cnpq.br/0674072548188723
 



Lia Queiroz do Amaral
Estudos de materiais com grau de ordem intermediário utilizando raios x e outras técnicas: sistemas micelares, cristais líquidos, membranas, amorfos, polímeros.


Lucy Vitoria Credidio Assali
As linhas de pesquisa de interesse do grupo estão relacionadas com a obtenção das propriedades físicas de diferentes tipos e funcionalizações de materiais, através de cálculos teóricos. Utilizando métodos de primeiros princípios obtemos as propriedades estruturais, eletrônicas e magnéticas de uma grande variedade de materiais, incluindo a emergente área de nanomateriais. As pesquisas em desenvolvimento estão relacionadas à obtenção das propriedades de defeitos e impurezas em nitretos, óxidos e materiais semicondutores do grupo IV (Si, diamante, carbeto e silício) e III-V, que são promissores candidatos para a construção de sensores, computadores quânticos, spintrônica, dispositivos de alta frequencia e potência, LED’s, dielétricos de grande constante para nano-capacitores, dinâmica do manto terreste, etc.. O entendimento dos efeitos causados pelos dopantes, defeitos nativos e impurezas nos materiais e nanomateriais é de vital importância para sua utilização em dispositivos e na constituição primária do manto terreste. Estes campos oferem oportunidades estimulantes de pesquisa, tanto fundamental como aplicada, englobando vários aspectos físicos da matéria.


Luis Gregório Dias da Silva
Minhas atividades de pesquisa atuais se focam no estudo teórico de efeitos de correlação eletrônica em materiais nanoestruturados (pontos quânticos semicondutores, junções moleculares, moléculas adsorvidas em superfícies, nanofitas de grafeno, etc.) e, mais recentemente, no estudo de isolantes topológicos. Esses materiais permitem a investigação de uma rica variedade de fenômenos físicos, tais como efeitos de muitos corpos (por exemplo, o efeito Kondo), transições de fase quânticas e transporte eletrônico fora do equilíbrio, fases topológicas, dentre outros.
Como ferramentas principais, utilizo métodos numéricos adequados ao estudo de sistemas fortemente correlacionados, tais como o grupo de renormalização numérico (NRG), o grupo de renormalização por matriz densidade (DMRG) e suas respectivas versões dependentes do tempo (tNRG e tDMRG).
Para maiores informações, visite: http://www.fmt.if.usp.br/~luisdias/.


Luiz Carlos Camargo Miranda Nagamine
As linhas de pesquisa principais abordam os seguintes temas:
  1. Produção e caracterização de multicamadas magnéticas e válvulas de spin com anisotropia no plano e fora do plano. Estudo das interações de “exchange-bias” e molas magnéticas em sistemas de bi ou tricamadas magnéticas   de  filmes FM/AFM/FM (FM=ferromagnético e AF=antiferromagnético). Estas caracterizações envolvem medidas de Raios-x (baixo e alto ângulo), magnetorresistência, efeito Hall, magnetização, ressonância ferromagnética e uso de modelos fenomenológicos baseados em parede de domínios para interpretação dos dados experimentais.
  2. Produção e caracterização estrutural e magnética de nanopartículas simples ou do tipo casca-caroço através do método químico de decomposição térmica a altas temperaturas.
  3. Caracterização de ligas intermetálicas e nanopartículas magnéticas através da espectroscopia Mössbauer.
     

Marcia Carvalho de Abreu Fantini
Desenvolvimento de novos materiais na forma em volume, filmes finos e de dimensões nanoscópicas com propriedades morfológicas, ópticas, elétricas e estruturais ajustáveis para cada aplicação específica. Os sistemas são fundamentalmente investigados pelos métodos de raios x, que incluem a difração (XRD), o espalhamento (SAXS) e a absorção (XANES e EXAFS), utilizando fonte de raios x convencional e radiação síncrotron. São esses:

  1. Materiais mesoporosos ordenados preparados em moldes de polímeros tri-bloco.
  2. Lipídeos polares (monoleínas) para liberação controlada de fármacos.
  3. Materiais nannocerâmicos a base de zircônia (ZrO2), utilizados como eletrodo e eletrólito sólido em células combustíveis de estado sólido (SOFC).

Link para a página do grupo: http://web.if.usp.br/cristal.


Maria Cristina dos Santos
Estrutura eletrônica de sistemas de carbono (moléculas orgânicas conjugadas, fulerenos, nanotubos de carbono, fitas de grafeno): estudo conformacional, propriedades ópticas, magnestimo molecular, propriedades de transporte, através de técnicas semi-empíricas e ab initio.
Desenvolvimento de técnicas híbridas (dinâmica clássica/mecânica quântica) para obtenção de espectros de fluorescência de sistemas orgânicos.
Estudos estruturais de nanotubos de carbono em meio líquido envolvendo surfactantes e polímeros através de dinâmica molecular clássica. 


Marília Junqueira Caldas
Estudo teórico de sistemas nanoestruturados semicondutores e/ou moleculares, com ênfase em sistemas relevantes para  eletrônica orgânica, polímeros orgânicos conjugados e interfaces orgânico/inorgânico. Trabalhamos com muitas técnicas diferentes, incluindo campos de força empíricos para propriedades estruturais e, para estrutura eletrônica, desde métodos totalmente empíricos até técnicas de mecânica quântica inteiramente "ab initio", dentro das Teorias de Hartree-Fock ou do Funcional da Densidade. Quando necessário, também passamos a formalismos além-do-campo-médio incluindo efeitos de correlação eletrônica. No momento, nossos principais esforços são dirigidos aos seguintes sistemas: 

  1. No campo de sistemas orgânicos, focalizamos aqueles de interesse para dispositivos fotovoltaicos e/ou emissores de luz, incluindo polímeros (polifenilenos de vinila, politiofenos, polianilinas e outros), nanoestruturas de grafeno (flocos e fitas) e outros.
  2. Interfaces orgânico/orgânico e orgânico/inogârnico: Nesta vertente tratamos interfaces e blendas de interesse para dispositivos, contruídas a partir dos sistemas em (a); quanto a interfaces polímero/metal, e polímero/óxido, principalmente óxidos de metais de transição.

Para esses sistemas e materiais mencionados, buscamos entendimento de propriedades estruturais, em filmes amorfos (puros ou blendas) e interfaces, e as resultantes óticas e de transporte eletrônico, a depender do problema.
Palavras-chaves: física computacional, eletrônica molecular, transporte, estrutura eletrônica, nanociência.


Nei Fernandes de Oliveira Junior

  1. Pesquisas envolvendo Ultra-Baixas Temperaturas e Altos Campos Magnéticos intensos: a) investigação sobre interações interações magnéticas em sistemas magnéticos diluídos; b) transições de fase magnéticas.
  2. Semicondutores: propriedades magnéticas e de transporte em estruturas bidimensionais.
  3. Detecção de ondas gravitacionais: construção de antena esférica super resfriada.


Rafael Sá de Freitas
Estudo experimental de sistemas de elétrons fortemente correlacionados em baixas temperaturas e altos campos magnéticos, com foco nas propriedades magnéticas e de transporte elétrico de diferentes materiais, incluindo óxidos de metais de tansição e materiais magnéticos geometricamente frustados. Além de alto interesse do ponto de vista científico esses materiais posuem forte apelo tecnológico e estão relacionados, somente na indústria de gravação magnética de dados, a um mercado que movimenta centenas de bilhões de dólares anuais.


Renato Figueiredo Jardim
Área de atuação: Física da Matéria Condensada Experimental e nas seguintes áreas:

  1. Produção de de Óxidos Supercondutores de Alta Temperatura Crítica e Estudo de suas Propriedades Magnéticas e de Transporte; 
  2. Estudo das Componentes Intergranulares de Óxidos Supercondutores com Vistas a Aplicações Tecnológicas;
  3. Estudo da Transição de Fase do Tipo Metal-Isolante e Isolante-Supercondutor em Óxidos de Base Cu e Ni; 
  4. Produção de Sistemas de Nanoparticulas Magnéticas e Estudo de suas Propriedades Físicas;
  5. Novos Materiais Magnéticos para Aplicações em Catálise;
  6. Estudo de Novos Materiais Óxidos com Propriedades Magnéticas Não Convencionais.



Rosângela Itri
Estudo de nanomateriais utilizando técnicas de espalhamento (difração de RX, espalhamento de raios x a baixos ângulos e de luz): sistemas micelares, líquido cristalinos com ênfase em transições de fase, proteínas em solução (efeito de aditivos, temperatura e solvente), complexos de proteínas/ surfactantes/ polieletrólitos/ polímeros, vesículas e membranas-modelo (efeito da adição de fármacos, moléculas fotoativas, peptídeos) e nanopartículas magnéticas em solução.


Sadao Isotani
Defeitos em cristais e materiais amorfos, por espectroscopia de ressonância, absorção óptica e luminescência. Modelamento e Simulação de Sistemas.


Said R. Rabbani
Desenvolvimento de novas técnicas (sequências de pulsos e instrumentação) para obtenção e tratamento de imagens por Ressonância Magnética Nuclear (RMN). Implementação, desenvolvimento e tratamento de dados de imagens funcionais por RM. Novas aplicações da técnica de imagens por RMN na determinação de outras propriedades físicas. Espectroscopia in-vivo de 31P.
Aplicação de metodologias por RMN de Alta-Resolução in-vitro, para estudo de alterações metabólicas em materiais biológicos utilizando o procedimento Metabonomic.


Sérgio Luiz Morelhão

  1. ESPAÇO RECÍPROCO HÍBRIDO. A epitaxia é um processo fundamental à tecnologia de semicondutores, permitindo o crescimento de uma rede cristalina sobre outra com diferentes parâmetros de rede. Aqui estudamos o fenômeno da difração de raios x em filmes epitaxiais [Journal of Applied Crystallography 40, 546-551 (2007)].
  2. IMAGEAMENTO DE RAIOS X SÍNCROTRON. Com a disseminação das instalações síncrotron pelo mundo, iniciada décadas atrás, a exploração das propriedades de interação radiação-matéria dos raios x duros para técnicas de imagem de tecidos biológicos se tornou uma área de pesquisa muito ativa. Nesta pesquisa, mostramos a relevância do imageamento de raios x síncrotron no estudo de doenças oftálmicas, em particular à mais comum delas, a catarata [Medical Physics 33, 2338-2343 (2006)] e buscamos novas aplicações.
  3. FÍSICA DE RAIOS X EM CRISTALOGRAFIA E NANOTECNOLOGIA. Materiais cristalinos e superficies semicondutoras nanoestruturadas (pontos quânticos) são investigadas através da difração múltipla de raios x [Physica status solidi A 204, 2548-2554 (2007)].

Para maiores detalhes sobre essas linhas de pesquisa, consulte a Biblioteca Digital da USP: 
http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/livredocencia/43/tde-27082007-....


Suhaila Maluf Shibli
Medidas Interferométricas em Cristais Líquidos e Medidas de Fototérmica e Fotoacústica em Materiais Diversos.
http://axpfepl.if.usp.br/~gfcxhp.


Sylvio Roberto Accioly Canuto
Estrutura eletrônica de moléculas, biomoléculas e clusters. Simulação computacional e propriedades de líquidos moleculares. Efeitos de solvente em propriedades e espectroscopia. Forças intermoleculares e ligações de hidrogênio. Aplicação de simulação Monte Carlo, Dinâmica Molecular e teoria quântica de muitos corpos. Propriedades elétricas e magnéticas de moléculas e sistemas supercríticos. Desenvolvimento de técnicas de algoritmos. 
Sua especialidade está em Teoria de Muitos Corpos, Simulação Computacional e Modelagem Molecular, com ênfase no estudo de efeitos de solvente em espectroscopia e reatividade de moléculas e biomoléculas em meio líquido, água em especial. Interesse também em propriedades elétricas e magnéticas de moléculas e sistemas supercríticos.


Valdir Bindilatti
Estudo experimental de Fenômenos Críticos e Transições de Fase em Ultra-Baixas Temperaturas e Altos Campos Magnéticos. Estudo do magnetismo de sistemas diluídos, em particular de semicondutores magnéticos diluídos. Desenvolvimento de técnicas experimentais em condições de ultra-baixas temperaturas e altos campos magnéticos (magnetometria, termometria).


Valmir Antonio Chitta
Estudo de novos materiais semicondutores: Utilizando técnicas que envolvem altos campos magnéticos e baixas temperaturas investigamos as propriedades ópticas, elétricas e magnéticas de heteroestruturas semicondutoras. Tais heteroestruturas são baseadas em semicondutores dos grupos III-V, IV-VI e III-Nitretos, semicondutores magnéticos diluídos desses compostos e óxidos semicondutores. As principais técnicas utilizadas são: fotoluminescência, fotoreflectância, efeito Hall, magnetoresistência, magnetização e susceptibilidade magnética. O principal interesse é o de investigar propriedades relacionadas com o desenvolvimento da spintrônica e de nanotecnologia.


Walter Maigon Pontuschka

Estudo de propriedades estruturais, ópticas e eletrônicas de vidros e outros sistemas amorfos. A caracterização de unidades estruturais e superestruturais microscópicas baseia-se em grande parte nos estudos paralelos de sólidos cristalinos isomorfos, mas determinados fenômenos são exclusivos dos sistemas não cristalinos.

Transferência de carga e energia em vidros dopados com elementos de transição e terras raras. Espectroscopia de EPR, absorção óptica e fluorescência permitiram a proposição de modelos para explicar os mecanismos e processos de captura e recombinação dos portadores de carga, sob o efeito da radiação e tratamentos térmicos.

Medidas de absorção e dispersão de micro-ondas foram utilizadas para os estudos sobre a contribuição de dipolos elétricos para a constante dielétrica em vidros submetidos à radiação de raios X, utilizando a técnica de impedanciometria para frequências de 0 a 1 Mhz e técnicas de micro-ondas na banda X (~9 GHz).

Ressonância ferromagnética de nanopartículassuperparamagnéticasbiocompatíveis usadas como traçadores magnéticos em estudos de distribuição e eliminação em sistemas biológicos e em aplicações de imagens de ressonância magnética.

Propriedades ópticas não lineares e estudos de defeitos em vidros teluritos contendo nanopartículas de prata.

Mais recentemente estamos investigando as propriedades físicas e químicas dos materiais nano-estruturados, sua caracterização, a natureza da nucleação, crescimento e suas aplicações em nano-óptica e nos estudos de toxicidade em biologia celular.