Projetos em Execução

EM EXECUÇÃO:

 Projeto 1

Resumo do Projeto:

Nesta proposta visamos estabelecer um Centro de Ótica e Fotônica, no qual ciência básica e aplicada deverão conviver de forma sinérgica. Será estabelecido uma moderna infraestrutura para estudo de tópicos relevantes em óptica, e assumido de forma adequada a missão de transferência de conhecimento para o setor produtivo e a realização de um vasto programa de difusão de ciência. A proposta incorpora modernos aspectos da óptica, física atômica, materiais e biofotônica. Será estabelecido um programa padrão que aceita modernos desafios científicos e assume responsabilidades sociais Na parte de pesquisa, a proposta contempla 3 frentes: Átomos frios, plasmônica e bíofotônica. Estes campos estão ligados pelo interesse comum de interação de luz com a matéria em diferentes aspectos bem como sua exploração tanto a nível básico, como aplicados. Tópicos como turbulência quântica, redes ópticas, metrologia de tempo e frequência e espalhamentos em amostras de átomos frios constituem o principal foco do primeiro bloco. Em plasmônica, o estabelecimento de uma moderna facilidade de produção de estruturas tornara o pais capacitado para o avanço desta área. Estudos teóricos de estruturas especiais serão realizados. Em biofotônica, nossos planos estão focalizados no diagnostico e tratamento de doenças usando técnicas ópticas. Cobriremos desde aspectos básicos da interação de luz com tecidos biológico passando por provas de princípios, até suas aplicações clinicas. Pesquisas laboratoriais e clinicas constituem nosso elenco de atividades. Paralelamente às pesquisas cientificas, resultados e conhecimentos gerados, serão usados como principais ingredientes para um programa de Inovação Tecnológica, que permitira desenvolver novos produtos, criar novas empresas e colaborar com empresas existentes. Um ousado programa de divulgação de ciência usando um canal de TV próprio, operando 24h/dia e um vasto elenco de atividades deverão cobrir todos os níveis educacionais, levando o entusiasmo da ciência desde estudantes na fase pré-escolar, do nível fundamental, médio e universitário até, cidadãos comuns. Proposta é justificada pela modernidade dos tópicos, pelo sinergismo que gera e principalmente pelo histórico de sucesso dos membros participantes. Temos um contexto de inserção internacional com da atração de estudantes, pós-does e estabelecimento de programas de cooperação. Os recursos deste projeto serão a alavanca para outros muitos que buscaremos durante a execução deste plano.

Benefícios para o projeto:

            O sistema de crescimento epitaxial faz parte da infraestrutura de pesquisa do centro de óptica e fotônica CEPOF e é peça fundamental para a linha de pesquisa em Plasmônica no crescimento de estruturas semicondutoras utilizadas em dispositivos híbridos com Nanoestruturas Metálicas com objetivo de estudo de propriedades fundamentais da interação de plasmons de superfície com éxcitons e dispositivos para aplicações em Biofotônica. O projeto foi aprovado pela FAPESP e encontra-se em execução. Parte do custeio dos insumos e serviços necessários para a manutenção anual do sistema orçada em US$ 40.000 esta garantida até o final da 1ª fase do projeto em 2018.

Projeto 2

Resumo do Projeto:

Este projeto é dedicado à investigação das propriedades ópticas e eletrônicas de nanoestruturas semicondutoras utilizando espectroscopia com resolução temporal. Serão utilizadas amostras com diferentes geometrias e composições no estudo e aplicações de novos efeitos quânticos. O projeto inclui ainda a colaboração entre grupos de crescimento, caracterização estrutural e cálculo teórico, com enfoque no estudo das propriedades de spins dos portadores nestas nanoestruturas. Desafios experimentais serão superados pela montagem de um sistema único construído com partes compatíveis e complementares de diferentes firmas, e que estão ajustadas para disponibilizar resolução final das medidas na ordem de pico segundos. O sistema proposto aqui possui custo total significativamente reduzido, em contraste com os sistemas tradicionalmente utilizando streak camera. A possiblidade de integração com outras técnicas experimentais, como com aplicação de campos magnéticos, torna este sistema um dos poucos capazes de realizar tais medidas com este nível de resolução. Neste projeto será dado especial enfoque em nanoestruturas com geometrias de confinamentos tridimensional, anelar e fios quânticos, com propriedades magnéticas e semimagnéticas, para aplicações em dispositivos de armazenamento e transmissão de informação em níveis quânticos. Parcerias nacionais e internacionais bem estabelecidas pelo proponente são fundamentais para o desenvolvimento deste projeto, cuja complementação de empenhos e interesses comuns entre pesquisadores de diferentes áreas teóricas e experimentais permitirá a consolidação desta nova linha de pesquisa, além de constituir em uma interessante proposta de colaboração interdisciplinar entre pesquisadores de diversas instituições brasileiras e internacionais.

Benefícios para o projeto:

A justificativa para a instalação de um sistema de crescimento de materiais do grupo III-V no estado de São Paulo foi o de criar as condições necessárias para que pesquisadores possam compartilhar desta infraestrutura para obter estruturas necessárias para estudos fundamentais e aplicações em dispositivos. No referido projeto as estruturas serão todas desenvolvidas no laboratório de crescimento epitaxial, sem o qual o projeto proposto se torna inviável.

FINALIZADOS:
Projeto 1

Resumo do Projeto:

Este projeto de pesquisa tem como objetivo principal o crescimento de pontos quânticos auto-organizados de InAs dopados com Manganês através da técnica de epitaxia por feixes moleculares (MBE). A presente proposta torna-se possível em virtude do projeto Multiusuário FAPESP (processo 2009/54033-1) recentemente aprovado para a aquisição e instalação (outubro/novembro 2011) de um novo sistema de MBE no Instituto de Física de São Carlos da Universidade de São Paulo (IFSC/USP), com o propósito de realizar o crescimento de compostos semicondutores do grupo III-V diluídos com materiais magnéticos. Tendo isto em vista, a idéia básica por trás deste projeto de pós-doutoramento é a tentativa da diluição efetiva do Manganês nas nanoestruturas de InAs e o estudo do efeito de confinamento desta impureza nas propriedades do material, tema de grande interesse acadêmico/tecnológico e ainda com inúmeras questões que permanecem em aberto. Basicamente, a estrutura/composição/morfologia das amostras produzidas será caracterizada através de técnicas de raios-X, espectroscopia Raman, fotoluminescência, e por medidas de microscopias de varredura eletrônica e força atômica. Em nível atômico, pretende-se caracterizar as amostras por microscopia de tunelamento na configuração de cross-section, em colaboração com o grupo do Prof. Paul Koenraad (Universidade de Eindhoven/Holanda). Ainda, medidas magnéticas serão obtidas através de experimentos de susceptibilidade magnética e magnetização como função da temperatura, e por eventuais medidas de microscopia de força magnética. De uma forma geral, as propriedades magnéticas das amostras serão então estudadas em função da composição, da morfologia, e dos padrões estruturais obtidos. Com isso, esperamos poder avançar significativamente no entendimento, essencialmente, das propriedades magnéticas, e dos mecanismos responsáveis pelo crescimento e formação de pontos quânticos de InAs dopados com impurezas magnéticas.

Benefícios para o projeto:

Durante o projeto desenvolvido pelo doutor Fabio ele pode ter contato com todo o processo de instalação do sistema de crescimento e sua infraestrutura de apoio necessária, dando-lhe conhecimentos específicos em instrumentação eletrônica e de alto-vácuo além dos objetivos gerais de sua proposta de pós-doutoramento.

Projeto 2

Resumo do Projeto:

O presente projeto aborda a realização de estágio de pesquisa no exterior, no Institute for Nanoscience and Engineering, na University of Arkansas, em Fayetteville, Estados Unidos, através do programa BEPE - Pós-Doutorado por um período de 06 meses. O trabalho visa preencher uma lacuna e dar novas contribuições no entendimento das propriedades de uma forma geral e dos mecanismos responsáveis pelo crescimento e formação de pontos quânticos de InAs dopados com impurezas magnéticas. Este projeto complementa perfeitamente o trabalho de pós-doutoramento em execução, intitulado Crescimento de Pontos Quânticos Auto-Organizados de InAs Dopados com Manganês (Processo FAPESP 2011/01137-4). O grupo Americano tem produzido trabalhos importantes na área, e domina tanto as técnicas de crescimento de nanoestruturas semicondutoras do grupo III-V dopados com Manganês, quanto as diversas técnicas experimentais de caracterização das mesmas. As amostras serão produzidas pela técnica de epitaxia por feixes moleculares (MBE), contendo diferentes concentrações de Manganês, as quais serão caracterizadas principalmente através de técnicas de raios-X, espectroscopia Raman, fotoluminescência, e por medidas de microscopias de varredura eletrônica e força atômica. Em nível atômico, pretende-se caracterizar as amostras por microscopia eletrônica de transmissão. Ainda, medidas magnéticas serão obtidas através de experimentos empregando um magnetômetro SQUID. De uma forma geral, as propriedades magnéticas das amostras serão então estudadas em função da composição, da morfologia, e dos padrões estruturais obtidos.

Benefícios para o projeto:

Este projeto faz parte do projeto de pós-doutorado do doutor Fabio. No estágio desenvolvido nos Estados Unidos foram realizados estudos de microscopia eletrônica de alta-resolução com a técnica EELS (Electron Energy Loss Espectroscopy) com amostra semicondutoras, técnica esta que consegue identificar o ambiente químico de elementos numa matriz semicondutoras em nível atômico.