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2021

Curso de Verão do IFGW – 2021

Física da matéria condensada

8-11 de fevereiro de 2021

Palestrantes:

Prof. Abner de Siervo. IFGW/UNICAMP

Prof. Eduardo Granado. IFGW/UNICAMP

Prof. Eduardo Miranda. IFGW/UNICAMP

Prof. Iakov Kopelevich. IFGW/UNICAMP

Prof. Jonathas Siqueira. IFGW/UNICAMP

Prof. Kleber Pirota. IFGW/UNICAMP

Prof. Lázaro Padilha. IFGW/UNICAMP

Prof. Maurice de Koning. IFGW/UNICAMP

Prof. Ricardo Urbano. IFGW/UNICAMP

 

Segunda-feira – 08/02/2021

 Eduardo Miranda (MINICURSO)

Título: Introdução ao magnetismo e à física de sistemas fortemente correlacionados

Resumo: Fenômenos magnéticos e outros como a transição metal-isolante e a supercondutividade de alta temperatura crítica estão entre os mais bem estudados e menos compreendidos da física da matéria condensada. O objetivo deste minicurso é dar uma visão introdutória a esses fenômenos e tentar explicar por que eles são tão desafiadores.

Yakov Kopelevich (PALESTRA)

Título: Supercondutividade à temperatura ambiente

Resumo: Após a descoberta da supercondutividade em um mercúrio puro em temperaturas de hélio líquido (< 4,2 K) [1], encontrar os materiais supercondutores em temperatura ambiente era um sonho de pesquisadores da área. Recentemente, e após mais de 100 anos, foram encontrados compostos ternários de carbono-enxofre-hidrogênio (C-S-H) com resistência elétrica zero próxima ou acima da temperatura ambiente (> 300 K), embora sob pressões megabar [2]. Atualmente, os pesquisadores trabalham em uma solução alternativa para obter a supercondutividade à temperatura ambiente por meio da dopagem elétron / buraco destes e de compostos relacionados. Na presente palestra, apresentaremos o fenômeno da supercondutividade, sua história e compreensão teórica no contexto dessas descobertas recentes.

[1] H. K. Onnes, Commun. Phys. Lab. Univ. Leiden 12, 1 (1911).

[2] E. Snider et al., Nature 586, 373 (2020).

 

Terça-feira – 09/02/2021

Abner de Siervo (MINICURSO)

Título: Microscopia e espectroscopia de tunelamento de elétrons: um laboratório em uma ponta

Resumo: Existem inúmeras técnicas capazes de investigar a estrutura eletrônica e atômica do interior dos materiais. No entanto, vários fenômenos físicos e propriedades importantes são características específicas de superfícies onde técnicas sensíveis à superfície são necessárias para um melhor entendimento do material. Neste minicurso iremos explorar os fundamentos e aplicações da microscopia e espectroscopia de tunelamento de elétrons (Scanning Tunneling Microscopy – STM e Scanning Tunneling Spectroscopy – STS). STM é uma técnica poderosa que permite investigar a estrutura atômica de superfícies com resolução atômica. Associado a esta técnica, STS permite obter a estrutura eletrônica (densidade de estados ocupados e desocupados) também com resolução espacial na faixa de poucos Angstrons. Neste minicurso também apresentaremos exemplos de pesquisas relevantes em diferentes áreas da física e química onde STM/STS são cruciais para o estudo de materiais tais como grafeno, nitreto de boro hexagonal, semicondutores 2D e nanoestruturas orgânicas complexas em superfícies.

 

Kleber Pirota (PALESTRA)

Título: Gelos de Spin Artificiais: Física fundamental e aplicações.

 Resumo: Nesta palestra serão apresentados aspectos fundamentais relacionados à física apresentada pelos denominados Gelos de Spin Artificiais (GSA), tais como propriedades estáticas e dinâmicas da magnetização global e aspectos emergentes inerentes a tais sistemas. Também se comentará como os GSA podem ser utilizados para o estudo do comportamento magnético de cristais não artificiais. Por fim, serão discutidas potenciais aplicações relacionadas ao tema apresentado.

 

Quarta-feira – 10/02/2021

 Ricardo Urbano (PALESTRA)

Título: Supercondutividade: Fundamentos, aplicações e o desafio de resistência zero a temperatura ambiente

Resumo: Materiais supercondutores possibilitam um trem maglev flutuar sobre trilhos, um doutor utilizar um escâner de ressonância magnética (MRI) para detectar e diagnosticar doenças sem a necessidade de métodos invasivos, circuitos digitais conduzirem sinais ultrarrápidos de uma fonte a outra com clareza, etc. Nesta palestra apresentarei os fundamentos básicos sobre o fenômeno supercondutividade e discutirei sobre os avanços nesta área de pesquisa no mundo e em nosso grupo de pesquisa na Unicamp.

 

Eduardo Granado (PALESTRA)

Título: Estrutura e dinâmica dos átomos em um sólido

Resumo: Saber como os átomos se arranjam em um sólido é o ponto de partida para a compreensão de suas propriedades macroscópicas, sendo, portanto, essencial para o desenvolvimento científico e tecnológico em várias áreas como física, química, biologia, farmácia, e ciência dos materiais. Mas como obtemos essa informação? Nesta palestra falarei sobre algumas técnicas para se chegar a este entendimento, e mostrarei, através de alguns exemplos, como a simetria se manifesta de formas particularmente belas e interessantes quando os átomos se arranjam de forma ordenada. Falarei também sobre como os átomos se movimentam em um sólido, como temos acesso a esta dinâmica experimentalmente, e como ela pode influenciar e ser influenciada pelas propriedades eletrônicas de um dado material. Finalmente, falarei sobre as perspectivas desta área com a construção de grandes facilidades experimentais no país, como a nova fonte de luz síncrotron – SIRIUS e possivelmente o Reator Multipropósito Brasileiro (RMB).

 

Maurice de Koning (PALESTRA)

Título: Física Computacional

Resumo: Com o desenvolvimento espetacular dos recursos computacionais ao longo das últimas décadas, a aplicação de técnicas numéricas a problemas em física se tornou uma terceira via de investigação, ao longo de teoria e experimento. Nesta palestra discutirei alguns exemplos de como estas técnicas computacionais podem ajudar no entendimento de sistemas físicos complexos, em particular na área de física da matéria condensada.

 

 

Quinta-feira – 11/02/2021

Jonathas de Paula Siqueira (MINICURSO)

Título: Espectroscopias ópticas ultrarrápida e não linear aplicadas a sistemas com propriedades não-convencionais

Resumo: Espectroscopias ópticas que exploram a alta intensidade de pico e duração ultracurta de pulsos laser de femtossegundos tem revelado informações extremamente importantes para a elucidação da física subjacente a propriedades não-convencionais em materiais quânticos [1]. Na primeira parte deste minicurso irei apresentar alguns conceitos básicos de pulsos laser de femtossegundos e óptica não-linear em conexão com os fundamentos de técnicas de espectroscopia óptica ultrarrápida e não-linear. Na segunda parte, apresentarei resultados recentes da literatura visando ilustrar como o advento destas técnicas tem contribuído para um melhor entendimento da física de sistemas tais como supercondutores de alta temperatura crítica, isolantes topológicos e semi-metais de Weyl. Finalizando esta segunda parte, apresentarei qual o status desta linha de pesquisa e perspectivas no Grupo de Lasers e Aplicações/IFGW.

[1]  Joseph Orenstein, Physics Today 65(9), 44 (2012)

 

Lázaro Padilha (PALESTRA)

Título: Desvendando os mistérios do mundo ultrapequeno dos nanomateriais com pulsos laser ultrarrápidos

Resumo: Há mais de três décadas, nanomateriais semicondutores são investigados não apenas pelo amplo espectro de aplicações para as quais eles são bons candidatos, mas também pela riqueza de novos fenômenos físicos observados nesses materiais. A possibilidade de manipular as interações entre éxcitons, fótons e fônons, através da engenharia de estrutura de bandas em nanomateriais semicondutores coloidais tem colocado esses materiais na vanguarda para aplicações opto-eletrônicos. Neste contexto, técnicas de espectroscopia ultrarrápidas vêm sendo usadas para desvendar como as mudanças de estrutura alteram as interações excitônicas no semicondutor. Aqui, discutiremos alguns avanços alcançados na última década no entendimento da interação multi-excitônica, multi-fotônica e elétron-fônons nesses materiais e quais impactos para possíveis futuras aplicações.

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