Isolantes Topológico

"Materiais Quânticos: um pouco de topologia na matéria"

Prof. Dr. Adalberto Fazzio

Escola de Ciência Ilum 

Centro Nacional de Pesquisa em Energia e Materiais (CNPEM)

1. Porque o nome "materiais quânticos"?

2.  Início de nossa história.

3.  O cristal. Afinal o que é um isolante?

4. A topologia na matéria. A fase geométrica.

5.  O Isolante topológico.

6.  Os invariantes Z2.

7. A observação experimental.

8.  O Zoo dos materiais quânticos-topológicos.

9. Qual a ferramenta teórica aplicada com sucesso.

10. Materiais 2D-  O futuro.

11. A nova spintrônica. Efeito Rasbha.

12. Os isolantes topológicos são raros?

13. A robusteza dos isolantes topológicos.

Spintrônica: Fundamentos e avanços recentes

Prof. Dr. Sergio M. Rezende

Departamento de Física

Universidade Federal de Pernambuco

A Spintrônica, área da ciência e tecnologia dedicada a fenômenos de transporte dependentes de spin, teve início com a descoberta, no final da década de 1980, da magneto-resistência gigante em multicamadas de materiais magnéticos e não magnéticos. Na década de 2000 a área ganhou novo impulso com a descoberta de fenômenos envolvendo correntes de spin, dentre eles o efeito spin Hall, o efeito spin Hall spin inverso e o efeito spin Seebeck, que possibilitam a conversão de um tipo de corrente de transporte em outro, seja de carga elétrica, de spin ou de calor. Nos últimos anos a área ganhou novas fronteiras com a Spintrônica em antiferromagnetos e a Spintrônica em baixas dimensões. Nesta palestra apresentaremos os conceitos envolvidos nesta área excitante da física de materiais e resultados recentes obtidos no Grupo de Magnetismo e Materiais Magnéticos do DF/UFPE, dentre eles a observação experimental de efeitos de spintrônica com materiais topológicos. 

Mulheres na Ciência : Uma Verdade Inconveniente

Profa. Dra. Márcia Barbosa

Instituto de Física | Universidade Federal do Rio Grande do Sul

Academia Brasileira de Ciências

Mulheres estão subrepresentadas no topo da carreira em todos os ramos da ciência e na área de exatas e tecnoĺógicas igualmente em todos os níveis. Nesta palestra mostramos evidências deste problema, razões e algumas estratégias para superação. 

Journal of Applied Physics: status atual, edições especiais e dicas sobre submissão de trabalhos

Prof. Dr. Andrey Chaves

Universidade Federal do Ceará

Journal of Applied Physics Editor

Neste seminário, vou apresentar os dados atuais sobre o periódico científico Journal of Applied Physics, da editora do American Institute of Physics (AIP Publishing). Discutirei sobre o escopo da revista, mostrando alguns exemplos de publicações recentes, falarei sobre os dados de fator de impacto e de tempo de aceitação dos trabalhos submetidos, e darei algumas dicas sobre submissão de artigos. Por fim, falarei sobre as categorias de publicação implementadas recentemente no jornal (revisões, tutoriais, etc.) e sobre edições especiais que estão sendo planejadas e/ou preparadas para publicação neste momento.

Faculdade Ilum, uma proposta para a Educação Inovadora em Ciência e Tecnologia

Prof. Dr. Adalberto Fazzio

Escola de Ciências

CNPEM | Ilum

A Ilum Escola de Ciência é uma escola de Ensino Superior, vinculada ao Centro Nacional de Pesquisa em Energia e Materiais (CNPEM). Um curso interdisciplinar em Ciência, Tecnologia e Inovação com um modelo de ensino inovador em que o aluno é o protagonista da sua formação.

Estrelas de nêutrons na era da astronomia multimensageira

Profa. Dra. Débora Peres de Menezes

Presidente da Sociedade Brasileira de Física | Universidade Federal de Santa Catarina

A primeira detecção de uma estrela de nêutrons ocorreu em 1967. Sabe-se hoje que essas estrelas são objetos muito compactos com raios da ordem de 10 km e massas que vão de 1,4 a mais de 2 massas solares. Na verdade, são remanescentes estelares de estrelas massivas, uma espécie de zumbis estelares (morrem, mas não completamente). Nas últimas décadas, observações astronômicas geraram vários vínculos para massas das estrelas de nêutrons. Finalmente, em 2017, as primeiras ondas gravitacionais geradas pela fusão de duas estrelas de nêutrons que faziam parte de um sistema binário, foram detectadas pela colaboração LIGO-Virgo, e também por meio de emissão de raios-X, raios-gama, ultravioleta, infravermelho, no rádio e até no visível, dando início a era da astronomia multimensageira.  Para entender as estrelas de nêutrons, equações de estado que satisfazem propriedades nucleares são necessárias. E agora, elas podem ser calibradas por meio de vínculos observacionais que delimitam também os raios e dão informação sobre o interior desses pequenos objetos compactos. Nesse seminário, vou tentar mostrar como o minúsculo mundo da física nuclear e seus modelos podem ser úteis no entendimento do cosmos, por meio de remanescentes estelares que geram, ao se fundir, ondas gravitacionais, por fim, detectáveis.

Engenharia de Cristais Aplicada na Modulação de Propriedades de Materiais

Prof. Dr. Willian Xerxes Coelho Oliveira

Laboratório de Química e de Materiais Moleculares | Universidade Federal de Minas Gerais - UFMG

A Engenharia de Cristais é um ramo do estudo do estado sólido que busca compreender como os cristais são formados e como se manipular as variáveis afim de se alterar as propriedades de interesse que dependem da distribuição dos componentes no estado sólido. Para tal, esta área invoca estratégias e fundamentos de outras como a Química Supramolecular e as técnicas de difração (de raios X e nêutron) para manipular estrategicamente a interação entre os componentes do sólido formado (moléculas e íons) e estudar como eles interagem, respectivamente. Neste seminário o objetivo é explorar como usar a Engenharia de Cristais para manipular as propriedades de interesse de materiais de interesse tecnológico, como condutores orgânicos, magnetos moleculares e semicondutores orgânicos/organometálicos, e como a Química Supramolecular e as técnicas de difração são aliadas poderosas à Engenharia de Cristais.  

Aplicações da ressonância de elétrons em biomateriais e nanociências

Prof. Dr. Bruno Luiz Santana Vicentin

Universidade Estadual de Londrina - UEL

A ressonância paramagnética eletrônica (RPE) é uma técnica espectroscópica de ressonância de elétrons com uma onda eletromagnética na faixa de microondas que permite identificar espécies paramagnéticas, entre eles, moléculas como radicais livres e óxidos de ferro. Com a técnica é possível, por exemplo, acompanhar a evolução de uma reação química que gere radicais, como as reações de polimerização, por exemplo, ou amostras biológicas como o sangue, composto em sua maior parte de óxidos de ferro. EPR também vem sendo aplicada no estudo de nanopartículas superparamagnéticas utilizadas no cambate ao câncer. Neste seminário irei apresentar algumas aplicações de EPR no estudo de biomateriais e nanocompósitos feitos no LARPE-UEL. 

Usando a óptica não linear para investigar moléculas em interfaces

Prof. Dr. Paulo B. Miranda

Instituto de Física de São Carlos |  Universidade de São Paulo | São Carlos - SP

O comportamento de moléculas em interfaces é geralmente muito diferente daquele no volume de materiais. Por exemplo, devido a interações intermoleculares assimétricas em interfaces, o arranjo molecular e a reatividade de superfícies são significativamente diferentes do que ocorre no volume. Nesta palestra descreverei os fundamentos de uma técnica experimental para o estudo de moléculas em interfaces baseada na óptica não linear: a espectroscopia SFG (do inglês, Sum-Frequency Generation). Esta técnica permite obter o espectro de vibrações de moléculas em interfaces, eliminando as contribuições do volume dos materiais. A partir dos espectros SFG é possível inferir informações importantes sobre a organização, orientação e interações de moléculas em superfícies. Em seguida ilustrarei algumas aplicações da espectroscopia SFG em nosso laboratório, que é o único a implementar essa técnica na América Latina, ao estudo de interfaces e campos elétricos em dispositivos eletrônicos orgânicos, tais como células solares, LEDs e transistores. Outras aplicações da espectroscopia SFG em físico-química de interfaces também serão mencionadas. 

Transporte balístico em materiais 2D

Prof. Dr. João Mílton Pereira Junior

Grupo de Teoria da Matéria Condensada | Departamento de Física | Universidade Federal do Ceará

Neste seminário, farei uma breve apresentação de trabalhos recentes feitos no Grupo de Teoria da Matéria Condensada (GTMC) do Departamento de Física da UFC acerca de transporte eletrônico em sistemas bidimensionais no regime balístico. Um aspecto importante desse regime de transporte é o fato de que nessa escala os efeitos quânticos tornam-se particularmente importantes. É possível também fazer uma analogia com sistemas ópticos, o que permite considerar a possibilidade da criação de dispositivos eletrônicos que comportam-se de forma análoga a sistemas fotônicos. Serão discutidos resultados para o caso de nanoestruturas de grafeno, assim como de dispositivos à base de fósforo negro. 

Desafios e perspectivas em dosimetria das radiações ionizantes

Profa. Dra. Divanizia do Nascimento Souza

Universidade Federal de Sergipe | Departamento de Física

Nos últimos anos temos testemunhado uma evolução notável das técnicas, competências e aplicações das radiações ionizantes em diferentes áreas. Na área da saúde, tal avanço tecnológico vem possibilitando a introdução de novas técnicas radiográficas e radioterápicas, resultando em cenário repleto de oportunidades para novos e aprimorados sistemas de dosimetria. Neste seminário serão delineados os desenvolvimentos recentes e os principais desafios a serem enfrentados em dosimetria pessoal e clínica. Aspectos sobre materiais, metodologias, técnicas, formação de pessoal e infraestrutura laboratorial serão abordados. 

Tunable band gap of perovskites compounds for solar cell applications: quasiparticle and disorder effects

Prof. Dr. Marcelo Marques

Grupo de Materiais Semicondutores e Nanotecnologia | ITA, Instituto Tecnológico de Aeronáutica

The technology of solar cells appears with great prominence nowadays as a very important renewable source of energy. Recently, there has been a revolution in this field with the use of materials called perovskite, providing devices with an efficiency comparable to standard Si technology, but with the great advantage of being much cheaper to produce. However, the current challenge is to overcome the rapid degradation that these cells suffer from their continued use. A good path to solve this problem is the search for new kinds of perovskites compounds and the theoretical simulation appears as a fundamental step in this way. However, if from an experimental point of view the perovskites are synthesized in a simpler way, the same does not happen with your theoretical description. These systems are much more complex than conventional semiconductors such as Si and GaAs, for several reasons as: (i)  the presence of different types of atoms (some of them very heavy), (ii) different crystalline structures, (iii) the presence of molecules in the called hybrid perovskites,  and (iv) the mandatory inclusion of the energy  gap correction and  spin-orbit effect  resulting in a  high computational cost. In this seminar, firstly we provide a vast panorama of electronic properties, correlated with its relaxed internal geometry, for a group of 48 ABX3 cubic halide perovskites (A = CH3NH3, CH(NH2)2, Cs, Rb; B = Pb, Sn, Ge, Si; X = I, Br, Cl). Including the DFT-1/2 approximated quasiparticle and spin−orbit corrections, our model results in band gaps with an impressive agreement with experiments, comparable with the expensive state-of-the-art GW method. The results indicates 16 promising photovoltaic materials (9 of them not yet synthesized) . Additionally it will be also presented a detailed study for CsPb1−xSnxI3 and  CsGe1−xSnxI3 alloys, with a rigorous statistical disordered description, providing results that support  this material also as a  very good potential candidate for photovoltaic applications.

Óptica e Fotônica no Brasil: Avanços e desafios na política científica

Prof. Dr. Anderson Stevens Leônidas Gomes

Universidade Federal de Pernambuco | Departamento de Física

A óptica no Brasil teve seu inicio na década de 1960, após o advento do LASER. Nos últimos 60 anos vários grupos de pesquisa básica e aplicada foram se desenvolvendo e já são bem estabelecidos. No entanto, o impacto econômico e social da óptica e, deste ponto de vista, da fotônica, ainda é muito baixo no Brasil. Só recentemente em 2019 a fotônica passou a ser considerada uma tecnologia estratégica para o País, e nos últimos três anos algumas ações do governo federal, ainda tímidas, foram colocadas em prática. Em particular, descreveremos a Iniciativa Brasileira de Fotônica (IBFOTON) e o Sistema Nacional de Laboratórios de Fotônica, SISFOTON. Falaremos também sobre o  desenvolvimentos e do papel do Grupo de Óptica do DF/UFPE neste cenário, particularmente na região Norte e Nordeste, antecedido de um breve resumo do cenário da fotônica no mundo e no Brasil. 

O método DFT-1/2 para correção do gap de energia 

Profa. Dra. Lara Kühl Teles

Grupo de Materiais Semicondutores e Nanotecnologia | ITA, Instituto Tecnológico de Aeronáutica

Nos últimos 40 anos, a teoria do funcional da densidade (DFT) tem sido o método dominante para a simulação de materiais considerando a mecânica quântica para sistemas periódicos, prevendo as propriedades do estado fundamental de metais, semicondutores e isolantes com  grande sucesso. Este sucesso abrange uma vasta classe de materiais desde os mais simples,  até materiais complexos, como proteínas, polímeros, sólidos, nanoestruturas e DNA.  plicações práticas de DFT são baseadas em aproximações para o chamado potencial de correlação de troca. As aproximações comuns são as chamadas Aproximação de Densidade Local (LDA) e Aproximação de Gradiente Generalizado (GGA), que produzem gaps de energia para semicondutores significativamente menores do que os experimentais. Esse fato levanta a questão de como obter propriedades de estado excitado confiáveis? Atualmente existem uma série de métodos para correção de gap. Nesse seminário abordamos em particular o método DFT-1/2, desenvolvido por Ferreira, Marques e Teles em 2008, o qual fornece uma solução para o cálculo de excitações de uma partícula em sólidos [1,2]. O método consiste em calcular  a autoenergia a partir de um “potencial de autoenergia”, que é adicionado à parte local do pseudopotencial ou à parte -2Z/r do potencial no caso de programas all-electron. O método produz resultados para gaps de vários semicondutores que se comparam muito bem com o experimento, com a mesma precisão do método GW, mas a um custo computacional desprezível. Esta grande vantagem do método permite a correção aproximada de quase-partículas para sistemas mais complexos como ligas, interfaces, perovskitas etc. O método também foi aplicado a 34 materiais 2D diferentes apresentando resultados em sua maioria superiores ao HSE06. Além disso, com base no conhecimento do método e nas informações químicas do material, podemos prever o pequeno número de casos em que o método não é tão. O método é hoje utilizado em diversos códigos para cálculos de estrutura eletrônica por diversos grupos ao redor do mundo. 

[1] L. G. Ferreira, M. Marques and L. K. Teles, Phys. Rev. B 78, 125116 (2008).

[2] L. G. Ferreira, M. Marques and L. K. Teles, AIP Advances 1, 032119 (2011).

Imagem de Onda Avançada na Conversão Paramétrica Descendente Estimulada

Prof. Dr. Marcelo Felipe Zanella de Arruda

Instituto Federal de Mato Grosso | Campus Sorriso

A conversão paramétrica descendente é um processo de Óptica Não-Linear que vem desempenhando um papel de destaque na área de Óptica Quântica, podendo ser produzida de maneira espontânea (CPDE) ou estimulada (CPDStim). A CPDStim produz um feixe de luz mais intenso do que a CPDE e pode ser descrita através de uma teoria de óptica clássica. Entretanto, as condições de casamento de fase decorrentes da conservação de energia e momento entre os fótons dos feixes de bombeamento, sinal e complementar são idênticas às da CPDE. Este fato torna a CPDStim uma importante ferramenta para a investigação das propriedades de emaranhamento dos pares de fótons gerados na CPDE, uma vez que as correlações quânticas entre os fótons sinal e complementar também têm suas origens nas leis de conservação do processo. Deste modo, investigamos as propriedades espaciais transversais da luz produzida na CPDStim e estendemos para ela o conceito de imagem das ondas avançadas (IOA) de Klyshko. Utilizamos este conceito para interpretar uma série de experimentos e fazer uma conexão com estados quânticos produzidos na CPDE. Ainda, apresentamos uma generalização da IOA para a CPDStim com fontes de dois cristais em sanduíche, sendo que essa fonte permite a interação de feixes de bombeamento e semente em estados de polarização arbitrários, como os chamados feixes de vórtices vetoriais.

Solitons in non-linear science. Modifield NLS model and anomalous charges

Prof. Dr. Harold Sócrates Blas Achic

Instituto de Física | Programa de Pós-graduação em Física | UFMT

A soliton is a solitary wave which travels at constant velocity and maintains its shape after collision with another soliton, except that they can suffer a phase shift ("time delay"). The wide subject of soliton theory finds applications in a variety of physical problems, such as particle physics (QCD, field theory), condensed matter physics (Bose-Einstein condensation, superfluidity, hydrodynamics), and also it is a reach subject of applied mathematics   . In this talk we will discuss certain modifications of the nonlinear Schrodinger model and its soliton type solutions presenting infinite number of anomalous conservation laws.

Estudo de Materiais: Resultados Recentes

Prof. Dr. Paulo de Tarso Cavalcante Freire 

Departamento de Física | UFC

Nesse seminário apresentamos resultados recentes de pesquisas realizadas em materiais estudados com diversas técnicas experimentais. São apresentados e discutidos estudos em polipeptídeo, fármaco, fóssil, meteorito e nanomaterial. Os exemplos escolhidos foram analisados nos laboratórios do Departamento de Física da Universidade Federal do Ceará, ilustrando de uma forma bem emblemática como a utilização de técnicas espectroscópicas e de microscopia conseguem lançar luz em problemas relacionados à ciência de materiais e a outras áreas multidisciplinares.

Electrochemistry, Materials Science and Computational Chemistry towards Energy Conversion

Prof. Dr. Renato Garcia Freitas

UFMT - Department of Chemistry

Advanced energy materials are a suitable group of 1D, 2D and/or 3Dnanostructured materials organized to convert and/or store chemicals into electrical energy. Several kinds of converter and storage materials, fuel cells, artificial leaf (solar cells), electrochemical supercapacitor, and Li-ion batteries, are possible. In order to suitably improve efficiency and the nanoengineering of such materials, electrochemistry, materials science, and computational chemistry are pivotal. This talk will consider how and when to use electrochemistry tools such as electrochemical impedance spectroscopy and the development transmission line model from the first de Leviemodel to further Bisquert et al. models. The structural effects also will be considered using Rietveld refinement. Finally, the electronic effects will be discussed based on d-bandcenter, the projected density of states, band structure, effective mass(e-/h+), electron localized function, localized density entropy and nudged elastic band.

Excitons e polaritons em materiais 2D

Prof. Dr. André Jorge Carvalho Chaves

Instituto Tecnológico da Aeronáutica

A descoberta de materiais 2D abriu um novo campo de pesquisa na física da matéria condensada. Suas propriedades dependem do meio externo o que abre uma gama enormede possibilidades para engenheirar.  Outra propriedade importante que materiais 2D possuem é, que apesar de terem espessura de poucos átomos, eles interagem fortemente com a luz. Uma dessas consequências é que esses materiais podem suportar modos eletromagnéticos de superfície conhecidos como polaritons.  Outra consequência da dimensionalidade reduzida é na blindagem eletrostática menor em relação aos materiais 3D e que permite a existência de estados fortemente ligados de um par elétron-buraco, o exciton. Nesse seminário irei discutir sobre excitons e polaritons em materiais 2D. O foco será o cálculo de energias de ligação e condutividade óptica em materiais 2D, incluindo efeitos externos como dependência do substrato e temperatura, utilizando as equações semicondutoras de Bloch. Também discutirei em quais condições excitons podem suportar modos polaritônicos. Também discutirei como excitons podem ser usados para obter abosrpção unitária em cavidades. Por fim, rapidamente irei mostrar trabalhos em andamento sobre excitons e polaritons em heteroestruturas de materiais 2D.

Balburdiando com a abordagem  computacional no andar de cima

Gabriel Luiz Cruz de Souza

Departamento de Química | UFMT

Nessa palestra será apresentado um compilado dos trabalhos desenvolvidos recentemente no Laboratório de Modelagem Molecular (LMM), do Departamento de Química, da Universidade Federal de Mato Grosso. O LMM é constituído por docentes e discentes que atuam em pesquisas envolvendo, por exemplo: i) processos de colisão e interações de elétrons com átomos e moléculas; ii) mecanismos relacionados à degradação de espécies químicas (através da investigação de propriedades estruturais e espectroscópicas das moléculas); iii) mecanismos associados à presença de atividade antioxidante em moléculas orgânicas (através da determinação de propriedades termodinâmicas e cinéticas dos compostos).

Desafios no Design Computacional de Nanocatalisadores

Prof. Dr. Diego Guedes-Sobrinho 

Departamento de Química | Universidade Federal do Paraná | Laboratório de Química Quântica de Materiais e Nanoestruturas

Nanoclusters de metais de transição (TM) com dimensões de 1,0 nm têm atraído ∼1,0 nm têm atraído grande interesse em diversas aplicações tecnológicas, como microeletrônica, óptica, dispositivos magnéticos e principalmente como nanocatalisadores. Estabelecer o nexo causal entre morfologia e propriedades físico-químicas é o grande desafio na otimização de performance, especialmente quando condições de ambiente (temperatura, ligantes, ambiente químico local, etc.) e efeitos de interface são considerados. Desse modo, visando contornar eventuais limitações de precisão/informação a partir da caracterização experimental, sobretudo em dimensões nanométricas, o uso de cálculos computacionais através de métodos de primeiros princípios (ab initio) se torna indispensável.

Métodos Computacionais para o Design e Descoberta de novos Materiais

Prof. Dr. Gustavo M. Dalpian 

Centro de Ciências Naturais e Humanas | UFABC

A área de modelagem computacional de materiais teve grandes avanços nas últimas décadas. O advento da Teoria do Funcional da Densidade fez com que simulações de primeiros princípios se tornassem corriqueiras. O concomitante desenvolvimento de computadores cada vez mais rápidos fez com que a modelagem de um grande número de materiais fosse possível, levando a área para a era do 'Big Data'. Nesta palestra discutirei os principais avanços da área, e mostrarei alguns exemplos de aplicações, envolvendo simulações em modo 'high thoughput' para o entendimento do desdobramento de spin (Rashba) em materiais semicondutores. Também discutirei alguns avanços relacionados a métodos de inteligência artificial (machine learning), focando principalmente na interpretabilidade dos resultados. 

From Nanoflakes to Two-dimencional Chalcogenides: A Computational Material Science Investigation

Prof. Dr. Juarez L. F. da Silva

São Carlos Institute of Chemistry | University of São Paulo | São Carlos | SP Brazil.

Two-dimensional materials, in particular, transition-metal dichalcogenides defined by the chemical formula TMQ2, where TM is a transition-metal and Q = S, Se, or Te, have attracted great attention due to their optical and electronic properties, which opens room for a plethora of applications ranging from photovoltaics, carbon dioxide reduction, hydrogen evolution reaction, etc. In this talk, I will revise the most important results obtained by computational material science techniques in the QTNano group in the last years, which spreads from (i) investigation of the size evolution of nanoflakes towards the formation of two-dimensional monolayers, (ii) stability change among the 2H and 1T monolayer structures low-size limit, (iii) screening of alternative semiconducting TMQ2 monolayers for photovoltaic applications, (iv) investigation of edge effects on the adsorption properties of Au clusters. 

Óptica não Linear com Metasuperfícies de Ouro e Materiais Bidimensionais (2D LTMDS)

Prof. Dr. Anderson Stevens Leonidas Gomes 

Departamento de Física | UFPE

A óptica não linear estuda a interação da luz com a matéria no regime de intensidade da luz cuja resposta óptica do meio vai além do que estudamos na óptica linear. Por exemplo, o índice de refração do meio, n=1,5 no caso de vidro transparente, pode ser alterado pela intensidade da luz. Usando técnicas de óptica não linear altamente sensíveis, podemos medir variações de mais de 10 ordens de grandeza em função da intensidade. Estas técnicas, como por exemplo Z-scan, são utilizadas para caracterizar novos materiais fotônicos, inclusive nanomateriais. Nesta palestra, inicialmente farei uma introdução à óptica não linear e algumas aplicações importantes para o dia-a-dia, e em seguida descreverei aplicações na caracterização de dois novos tipos de nanomateriais fotônicos: 1) Metasuperfícies de ouro, com dimensões laterais de centímetros, mas com espessura de ~15nm, preparadas por automontagem (self-assembly);. 2) Materiais bi-dimensionais baseados em dichalcogenetos de metal de transição em camadas (LTMDs, Layered Transition Metal Dichalcogenides) Estes materiais com dimensões camadas únicas ou múltiplas da ordem de 150nm x 3nm foram estudados em solução. Descreveremos como estes materiais são preparados, e apresentaremos resultados para MoS2 (semicondutor), NbS2 (metal) e ZrTe2 (semimetal). Ao final, indicaremos como a nanofotônica, área de pesquisa onde se encaixam estes temas, tem evoluído e apontarei direções futuras. 

Luz, Matéria, Raman e Cerveja

Prof. Dr. Jorge Luiz Brito de Faria (HULK) 

Programa de Graduação em Física | UFMT

Fiat Lux! Jogar luz onde só há escuridão. Quando a ciência não consegue descrever um fenômeno, diz-se que há “sombras” naquele conhecimento. Mas em algum momento, a luz do esclarecimento revela seus segredos. Nesse seminário faremos uma viagem ao mundo do fóton, e que levou o cientista Chandrasekhara Venkata Raman a desenvolver uma técnica revolucionária de investigação físico-química, que permite a luz visível revelar os segredos da matéria. Veremos suas diversas aplicações e métodos, e ao final chegaremos a conclusão de quão essa análise é importante até mesmo quando tomamos uma simples caneca de CERVEJA! 

Discutindo causalidade em teorias gravitacionais

Prof. Dr.  Alesandro Ferreira dos Santos

Programa de Graduação em Física | UFMT

Neste seminário iremos discutir o conceito de causalidade e como este nos leva a investigar se viagens no tempo são possíveis. Na relatividade especial, cronologia e causalidade são ingredientes essenciais que são simplesmente incorporados à teoria desde o início - a cronologia é preservada e a causalidade é respeitada na teoria. Na relatividade geral (RG), o espaço-tempo tem localmente a mesma estrutura causal do espaço-tempo plano da relatividade especial, uma vez que o espaço-tempo da RG são localmente Minkowskiano. Em escala não-local, no entanto, diferenças significativas podem surgir, uma vez que as equações de campo da RG não fornecem restrições não-locais sobre o espaço-tempo. Na verdade, sabe-se há muito tempo que existem soluções para as equações de campo de Einstein que apresentam anomalias causais na forma de curvas fechadas do tipo-tempo. O modelo encontrado por Gödel é uma solução bem conhecida para as equações de Einstein que deixa claro que a RG admite soluções com curvas fechadas tipo-tempo. Aqui iremos discutir as soluções de Gödel e do tipo-Gödel em modelos alternativos de gravidade. Em outras palavras, verificaremos a consistência de tais espaços-tempos para um conteúdo de matéria fisicamente bem motivado.

An experimental search for topology in condensed-matter physics

Profa. Dra.  Priscila F. S. Rosa

Los Alamos National Laboratory | USA

The experimental discovery of three-dimensional topological insulators in the beginning of the 21 st century has made the promise of topological materials a realistic pathway currently being pursued worldwide. In particular, the combination of strong electronic correlations and non-trivial topology presents a novel paradigm with the possibility of unprecedented experimental realizations. In this talk, I will present an overview of my group’s recent search for experimental signatures of topology in condensed-matter systems ranging from Kondo insulators to topological superconductors.

Bosonização Fermiônica e Processos Temo-ópticos em Semicondutores

Prof. Dr. Virgílio de Carvalho dos Anjos 

Departamento de Física | Universidade Federal de Juiz de Fora

 Nesta palestra apresentaremos algumas técnicas de espectroscopia que utilizam a luz como forma de extrair informação de sistemas físicos. Estas representam, em última análise, formas de interação da radiação eletromagnética com a matéria. Em primeiro lugar apresentaremos a técnica de espectroscopia Raman ressonante aplicada ao estudo de excitações elementares de gases de elétrons em sistemas semicondutores de baixa dimensionalidade. Mostraremos que, em certas condições, um conjunto de férmions podem se comportar como bósons. A seguir apresentaremos técnicas termo-ópticas aplicadas ao estudo de alguns polítipos de carbeto de silício (SiC). Abordaremos as técnicas de espectroscopia de lente térmica, espectroscopia fotoacústica e medidas de capacidade térmica utilizadas para obter informações tais como: condutividade térmica, difusividade térmica e capacidade térmica específica e taxa de variação do caminho óptico com a temperatura.

Entropia

Prof. Dr.  Alberto Sebastião de Arruda

Programa de Graduação em Física | UFMT

A segunda lei da termodinâmica diz que o calor sempre flui espontaneamente de um corpo quente para um corpo frio. Este fato faz parte do conhecimento de todos, portanto é muito simples, porém há algo estranho escondido nessa simplicidade. Este estranho refere-se a Entropia. Para entender esta novidade, imagine que um cubo de açúcar seja colocado dentro de uma xicara com café. O que se observa é que após algum tempo o açúcar é diluído totalmente no café, assim tem-se o café doce. Nunca foi observado o açúcar separar do café e voltar a forma de cubo, ou o café doce voltar a ser o pó amargo. Este fato está relacionado com a flecha do tempo que indica a direção em que as transformações termodinâmicas ocorrem espontaneamente. As transformações ocorrem no sentido em que a entropia aumenta. Assim, o açúcar , café amargo separados tem menor entropia do que o açúcar diluído no café. Portanto, só é possível o açúcar diluir no café espontaneamente, porque é nesse sentido que a entropia aumenta. Neste seminário discutiremos sobre esse tema fascinante que é a ENTROPIA.