PI: Prof. Dr. Ricardo Rodrigues Urbano – RM-GPOMS

Neste subprojeto propõe-se a investigação microscópica de fenômenos emergentes em sistemas de dimensões reduzidas através de experimentos de Ressonância Magnética Nuclear, Quadrupolar e Eletrônica (NMR, NQR e ESR). Os materiais de interesse são principalmente os nanofios de intermetálicos, nanopartículas magnéticas e sistemas intermetálicos com baixa dimensionalidade como os férmions pesados supercondutores, os supercondutores a base de Fe, os isolantes topológicos, os óxidos magnéticos (frustrados, multiferróicos, líquidos de spin, etc.), entre outros nas formas massivas (bulk 3D) ou nanoestruturadas (nanofios 1D ou nanopartículas 0D).

Tanto na forma bulk quanto na nanoestruturada, a atenção estará voltada aos detalhes microscópicos relacionados a reduzida dimensionalidade das flutuações quânticas (uni-, bidimensional) e/ou aos distintos efeitos causados pelo reduzido tamanho de partículas. Destacam-se os efeitos de superfície/bulk, os efeitos quânticos relacionados ao tamanho de partícula, às transições de fases (estrutural, magnética e supercondutora), à natureza dos estados magnéticos e supercondutores bem como à origem do mecanismo de pareamento, ao comportamento do tipo não-líquido de Fermi (NFL), à possível ocorrência de ponto crítico quântico (QCP) e dos efeitos em sua vizinhança tais como à correlação não trivial de coexistência e/ou competição entre magnetismo (flutuações magnéticas) e supercondutividade não-convencional no diagrama de fases destes complexos materiais.

Através de análises espectrais, medidas do deslocamento magnético específico a cada sítio, knight shift, das taxas de relaxação spin-spin (1/T₂) e spin-rede (1/T₁), da frequência de ressonância quadrupolar n_Q e do parâmetro de assimetria do gradiente de campo elétrico (em inglês, EFG), o foco do estudo estará na evolução dos efeitos de dimensionalidade, hibridização, interações e ordenamentos magnéticos de baixa dimensionalidade, estrutura eletrônica e efeitos de campo cristalino (CEF) para diferentes composições químicas (dopagem eletrônica, substitucional/pressão química), temperaturas, campos magnéticos e orientações (anisotropia) e, eventualmente pressões hidrostáticas. A linha de pesquisa proposta define um trabalho independente com potencial de gerar notoriedade de novas e importantes descobertas de vários fenômenos físicos. Técnicas espectroscópicas como NMR e NQR aplicadas à essa importante área de pesquisa têm uma expressiva relevância na compreensão básica das propriedades físicas e no desenvolvimento de novos materiais com provável uso tecnológico, e como elemento de formação de recursos humanos técnico-científicos de alto nível, capacitados a enfrentar futuros desafios em ciência.