Palestras

PA - Profa. Dra. Thaisa Storchi Bergmann (UFRGS)

Título: Buracos Negros Supermassivos: qual sua importância no Universo?

Resumo:  Buracos Negros Supermassivos (BNSs) são ao mesmo tempo exóticos mas abundantes no Universo, residindo no centro das galáxias massivas, com massa proporcional à do seu bojo estelar. A acreção de matéria a BNSs é um dos mecanismos de geração de energia eletromagnética mais eficientes que existe, originando os quasares, os objetos mais luminosos do Universo. Nesta palestra, apresentarei meu trabalho de investigação dos mecanismos de alimentação de BNSs e como o seu feedback acaba impactando a galáxia onde habita, influenciando sua evolução. Apresentarei também novos instrumentos disponíveis para o seu estudo, e o que esperar das observações sendo realizadas com o telescópio James Webb.

P1 - Profa. Dra. Lucimara Stolz Roman (UFPR)

Título:  Eletrônica do carbono para células solares e sensores.

Resumo:  A pesquisa na área de filmes finos nano-estruturados contendo moléculas, polímeros conjugados e nanoestruturas de carbono, tem criado novas possibilidades para a fabricação de diversos dispositivos eletrônicos. No grupo de Dispositivos nanoestruturados (DiNE) do departamento de Física da UFPR, estudamos as propriedades óticas, morfológicas e elétricas de vários filmes finos nano-estruturados e aplicamos como camadas ativas em células solares orgânicas (OCSs) e sensores de gás. Na palestra também será apresentada estudos de caso de aplicação de OCSs em projetos urbanos.

P2 - Prof. Dr. Paulo Barbeitas Miranda (USP)

Título:  Usando a óptica não linear para investigar dispositivos eletrônicos orgânicos.

Resumo: 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. Finalmente, descreveremos brevemente uma nova linha de pesquisa em nosso laboratório, que usa a espectroscopia de absorção transiente para investigar a dinâmica de recombinação de cargas em células solares orgânicas. Esse efeito é normalmente o fator limitante da eficiência dessas células solares, e seu entendimento e quantificação podem levar a avanços que as tornem mais competitivas economicamente em relação às células solares inorgânicas. 

P3 - Profa. Dra. Ingrid D. Barcelos (LAM-CNPEM)

 Título: Nanoespectroscopia de infravermelho síncrotron aplicada a nanomateriais

Resumo: A luz, ou radiação, síncrotron é um tipo de radiação eletromagnética de alto fluxo e  lto brilho produzida quando partículas carregadas, aceleradas a velocidades próximas à velocidade da luz, têm sua trajetória desviada por campos magnéticos. A radiação síncrotron se estende por uma faixa ampla do espectro eletromagnético desde a luz infravermelha, passando pela radiação ultravioleta e chegando aos raios X. Seu amplo espectro permite aos pesquisadores utilizar os comprimentos de onda mais adequados para o experimento que desejam executar. Seu alto fluxo permite experimentos mais rápidos e seu alto brilho permite a investigação de detalhes cada vez menores dos materiais. Essas características fazem das fontes de luz síncrotron equipamentos extremamente versáteis que permitem o estudo da matéria nas suas mais variadas formas e com aplicações em praticamente todas as áreas do conhecimento científico e tecnológico, como física, química, engenharia dos materiais, nanotecnologia e muitas outras. Síncrotrons têm sido também fundamentais no entendimento e desenvolvimento de materiais, bem como nas pesquisas de novos materiais. Em particular, nesse seminário irei dar ênfase na técnica baseada no infravermelho com fonte de radiação (Nanoespectroscopia de infravermelho): alguns exemplos de aplicações em sistemas biológicos, caracterização química na nanoescala e confinamento de luz em materiais de baixa dimensionalidade.

P4 - Profa. Dra. Anielle Christine Almeida Silva (UFAL) 

Título:  Nanomateriais Funcionais: Fabricação  à Aplicação

Resumo: Nanomateriais funcionais são estruturas em escala nanométrica que apresentam propriedades únicas. E e  têm um papel crucial em diversas áreas, desde a fabricação até a aplicação em diferentes setores como agricultura, engenharia e medicina. Nesta palestra será comentado sobre a fabricação visando controlar as propriedades físicas, químicas e biológicas, permitindo a criação de produtos mais eficientes e sustentáveis. Além disso, será mostrado resultados do grupo em diversas aplicações em colaboração. Na agricultura, podem ser utilizados como fertilizantes de liberação controlada, melhorando a absorção de nutrientes pelas plantas e aumentando a produtividade. Na engenharia, os nanomateriais são empregados em dispositivos visando uma melhora na sensibilidade e especificidade. Na medicina, nanomateriais funcionais têm sido usados em sistemas de liberação de fármacos direcionados, terapia fototérmica e diagnósticos avançados, melhorando a precisão e eficácia dos tratamentos. Portanto, os nanomateriais funcionais é uma ferramenta interdisciplinar.

P5 - Prof. Dr. Rodrigo Barbosa Capaz (Presidente da SBF/UFRJ) 

Título: 

Resumo:  

P6- Profa. Dra. Tatiana Cardoso e Bufalo (UFLA)

Título: Concreto foto-supercapacitor estrutural: coleta de energia solar, conversão em energia elétrica e armazenamento em estruturas de concreto a partir de bionanomateriais avançados.

Resumo:  A busca por sustentabilidade na construção civil visa mitigar os efeitos nocivos ao meio ambiente causados pelo setor, e abrange estratégias inovadoras como os Sistemas Fotovoltaicos Integrados a Edificações (Building-Integrated Photovoltaics, BIPV) e Concreto de Captação de Energia (Energy-Harvesting Concrete, EHC). BIPV realizam a integração arquitetônica entre a estrutura de uma construção e o sistema de energia solar fotovoltaica, com a premissa das edificações gerarem a própria energia de forma arrojada e sustentável, enquanto EHC compreende o desenvolvimento de concreto com a capacidade de armazenar ou converter energia ambiente (por exemplo, energia luminosa, térmica e mecânica) em aplicações inteligentes, o que inclui concretos emissores de luz, armazenamento térmico, termoelétricos, piroelétricos e piezoelétricos. Visando a integração entre as tecnologias BIPV e EHC, as células foto-supercapacitoras estruturais são dispositivos constituídos de uma célula solar fotovoltaica integrada a um supercapacitor como parte constituinte de estruturas de concreto, para aplicação em arquiteturas externas de edificações que demandam sistemas de energia solar autônomos (off-grid) de forma a satisfazer suas carências de energia de forma eficiente, inovadora e sustentável. Em especial, os componentes ativos da célula foto-supercapacitora estrutural, o fotoeletrodo para a conversão de energia solar em energia elétrica e o contra eletrodo para o armazenamento de energia (supercapacitor), são formados por compósitos à base de cimento e bionanomateriais avançados. 

P7 - Prof. Dr. Manoel Messias Ferreira Junior (UFMA)

Título: CLASSICAL FIELD ELECTRODYNAMICS AS A FRAMEWORK TO INVESTIGATE OPTICAL EFFECTS IN CONTINUOUS MEDIA

Resumo:  We begin revising basic aspects of electromagnetic wave propagation in continuous media, including constitutive relations, anisotropy and crystal birefringence.  We discuss the Maxwell-Carroll-Field-Jackiw (MCFJ) electrodynamics in matter [1], for which the Maxwell equations, permittivity tensor and dispersion relations are obtained. The refractive indices are achieved in terms of the frequency and the Lorentz-violating background. For a purely timelike background, the refractive indices are real, having associated circularly polarized modes that undergo birefringence, with rotatory power determined.  One of the interesting properties of the MCFJ model is that the timelike background plays the role of the magnetic conductivity, opening the connection with “Chiral magnetic effect”, much investigated in the literature. We then apply the classical formalism to examine a dielectric medium supporting magnetic current ruled by a general magnetic conductivity tensor [2]. The refractive indices and propagating modes are carried out, revealing the presence of anisotropy and birefringence.  The same method may be used to examine the behavior of bi-isotropic and bi-anisotropic media [3] and chiral cold plasmas [4], between other systems.  [1] P. D. S. Silva, L. Lisboa-Santos,  M. M. Ferreira, M. Schreck. Effects of -odd terms of dimensions three and five on electromagnetic propagation in continuous matter. PRD 104, 116023-116023-25, 2021. [2] P. D. S. Silva, L. Lisboa-Santos,  M. M. Ferreira, M. Schreck, L.F. Urrutia. Magnetic-conductivity effects on electromagnetic propagation in dispersive matter. PRD 102, 076001, 2020. [3] P. D. S. Silva, R. Casana, M. M. Ferreira Jr, Symmetric and antisymmetric constitutive tensors for bi-isotropic and bi-anisotropic media. PRA 106, 042205 (2022). [4] F. S. Ribeiro, P. D. S. Silva, M.M. Ferreira Jr., Cold plasma modes in the chiral Maxwell-Carroll-Field-Jackiw electrodynamics. PRD 107, 096108 (2023).

P8 - Prof. Dr.  Joaquim Bonfim Santos Mendes (UFV)

Título:  Fenômenos spintrônicos envolvendo materiais quânticos

Resumo: Os “materiais quânticos” são amplamente definidos como todas as plataformas de materiais versáteis que nos permitem explorar fenômenos quânticos emergentes, bem como suas potenciais aplicações em tecnologias futuras. Originalmente introduzida para enfatizar as propriedades exóticas de supercondutores não convencionais e óxidos multifuncionais, a definição de materiais quânticos se transformou em um contêiner muito mais amplo que também abrange a pesquisa sobre propriedades topológicas em diferentes sistemas bidimensionais (incluindo o grafeno, isolantes topológicos, dicalcogenetos de metal de transição, semimetais de Weyl, entre outros), bem como materiais e dispositivos para computação quântica. Por outro lado, nas últimas décadas, houve a descoberta de fenômenos intrigantes na spintrônica que resultaram em profundas implicações na física básica. Dentre esses fenômenos, destacam-se: o efeito de transferência de torque de spin; descobertas dos efeitos Hall de spin direto (SHE) e inverso (ISHE); geração de corrente pura de spin por meio dos efeitos de bombeamento de spin e spin Seebeck; e a exploração de fenômenos spintrônicos em materiais quânticos. Neste contexto, a interação entre efeitos magnéticos e topológicos tornou-se um tema chave na pesquisa em física da matéria condensada e ciências dos materiais, oferecendo grandes oportunidades para explorar fenômenos emergentes na spintrônica. Assim, o objetivo principal deste seminário será apresentar resultados recentes envolvendo a investigação de fenômenos spintrônicos que ocorrem em materiais quânticos (tais como grafeno e isolantes topológicos), com foco em propriedades impulsionadas por efeitos nas superfícies e interfaces de nanoestruturas híbridas compostas por materiais magnéticos em contato atômico com materiais 2D.

P9 - Prof. Dr. Diego Rabelo da Costa (UFC) 

Título:  Electronic properties of twisted bilayer graphene quantum dots and rings

Resumo: Recently, twist bilayer van der Waals heterostructures have been the subject of substant al theoretical and experimental works due to many fascinating electrical, optical, and magnetic properties, such as unconventional superconductivity, ferroelectricity, and correlated insulator behavior for rotation angle between layers of order θ ∼ 1◦. [1, 2, 3] Moreover, quantum dots (QDs) in bilayer graphene (BLG) are a promising quantum information platform because of their long spin decoherence times, high sample quality, and tunability, whereas quantum rings (QRs) are the most natural systems to investigate quantum interference phenomenon in transport properties, Aharonov–Bohm oscillations and persistent currents. Within the context of Moiré superlattice and quantum confinement systems,[4] in this talk, we present a systematic study of the energy levels of twisted BLG QDs and QRs, both in the absence and presence of an external perpendicular magnetic field. Results are obtained within the tight-binding model, with interlayer hopping parameters defined by the Slater-Koster form, which takes into account the distance between the lattice points, which is fundamental for obtaining the Hamiltonian for inter-layer twisted systems. The confinement structures are modeled by a circular dotlikeand ringlike-shape site-dependent staggered potential, which prevents edge effects. Due to a non-zero interlayer twist angle, the energy spectra exhibit features resulting from the interplay between characteristics of the AA and AB stacking orders that composethe moiré pattern of such twisted bilayer. Our findings show that, in the absence of a magnetic field, the energy levels of the QR scale with its width W according to a powerlaw W−α, whose exponent 1 ⪅ α ⪅ 2 depends on the twist angle. Moreover, assuming the so-called magic angle (θ = 1.08◦) for the interlayer twist, the lowest energy state oscillates as a function of the average radius of the ring, as a consequence of the different distributions of AA and AB stacking regions for each value of radius. In the presence of a perpendicular magnetic field, two sets of energy levels, which approach the Landau levels of infinite AA-staked and AB-staked BLG sheets, are observed, from which a variety of crossings between energy states emerges. Interestingly, these sets of energy states exhibit periodic (Aharonov-Bohm) oscillations as a function of the magnetic field, even for a QD, which reveals information about the moiré pattern of AA and AB stacked regions covered by the ring area.

[1] Y. Cao, V. Fatemi, S. Fang, K. Watanabe, T. Taniguchi, E. Kaxiras, and P. Jarillo-Herrero, Nature 556(7699), 43 (2018).

[2] M. Yankowitz, S. Chen, H. Polshyn, Y. Zhang, K. Watanabe, T. Taniguchi, D. Graf, A. F. Young, and C. R. Dean, Science 363(6431), 1059 (2019).

[3] Y. Cao, V. Fatemi, A. Demir, S. Fang, S. L. Tomarken, J. Y. Luo, J. D. Sanchez-Yamagishi, K. Watanabe, T. Taniguchi, E. Kaxiras, et al, Nature 556(7699), 80 (2018).

[4] M. Mirzakhani, F. M. Peeters, and M. Zarenia. Physical Review B 101(7), 075413 (2020).

PE - Profa. Dra. Ingrid D. Barcelos (LAM-CNPEM)

Título:  Luz pra que?

Resumo: