Nome do Projeto
Controle morfológico para a modificação planejada de propriedades em semicondutores
Ênfase
Pesquisa
Data inicial - Data final
24/04/2023 - 24/04/2026
Unidade de Origem
Coordenador Atual
Área CNPq
Engenharias
Resumo
O controle morfológico de partículas de sistemas cristalinos é um ponto chave para a modificação e possível otimização das propriedades dos materiais. Neste sentido, o projeto consiste em estudo teórico-experimental para o entendimento sobre a correlação entre as superfícies e propriedades dos materiais. Além do processo experimental para a modificação morfológica com base em ajustes nas rotas de sínteses, serão utilizados modelos teóricos via Teoria do Funcional da Densidade para entender as contribuições das diferentes taxas de superfície expostas e auxiliar no entendimento da relação entre a estrutura e propriedades. A utilização conjunta dos dados teóricos e experimentais possibilitam um entendimento sistemático dos mecanismos de origem das propriedades possibilitando direcionamento planejado de aplicações dos materiais multifuncionais de acordo com os ajustes morfológicos.

Objetivo Geral

Investigar materiais multifuncionais com potencial de aplicação em sistemas para conversão de energia, sensores, fotocatálise ou luminescência a partir do conhecimento sistemático (teórico-experimental) sobre a relação entre a estrutura e as propriedades dos materiais.

Justificativa

A habilidade de controlar a dimensão, organização e morfologia das partículas consiste em uma ferramenta importante para a modulação das propriedades eletrônicas, óticas, magnéticas, catalíticas, bem como de outras propriedades físicas dos materiais. Neste contexto, a região de contorno (superfícies) entre os cristais possui um papel tão importante quanto a própria natureza química e estrutural do cristal. Isto ocorre, principalmente, devido ao excesso de energia acumulada nas superfícies das partículas isoladas, além das diversas possibilidades de sítios de interações em diferentes superfícies de um mesmo material. Tal característica ressalta a importância de levar em conta os efeitos das superfícies em estudos de cristais incluindo as interações das interface com o meio externo.
O entendimento sistemático a respeito do controle sobre a organização e a forma de cristais em escalas muito pequenas ainda é um processo difícil e complexo, pois depende de questões intrínsecas de cada modelo e das condições externas de crescimento, tais como: processo de síntese, solvente, aditivos e tipo de energia fornecida. Por este motivo, trabalhos utilizando cálculos quânticos têm sido utilizados para estudar morfologia e propriedades relacionadas à superfície para uma variedade de cristais.
Dentro deste contexto, este projeto conta com a aplicação e o aprimoramento do método de simulação e controle de morfologia, bem como as correlações com as características de sólidos cristalinos para servir como suporte para o planejamento e entendimento das rotas de síntese utilizadas.

Metodologia

Os modelos teóricos serão elaborados a partir de simulações computacionais usando a Teoria do Funcional de Densidade (TFD) implementada em pacotes computacionais como o CRYSTAL17, VASP (Vienna ab initio Simulation Package) e Quantum Espresso.
As estratégias de sínteses dos materiais semicondutores serão conduzidas com suporte das informações obtidas nos modelos teóricos. Assim, as rotas de síntese serão ajustadas de acordo com o planejamento teóricol. As rotas de síntese preferenciais devido a disponibilidade local, serão os métodos solvotérmicos, solvotérmicos assistido por microondas e eletrodeposição.

Indicadores, Metas e Resultados

O presente projeto tem como resultado esperado o avanço sobre o conhecimento da relação direta entre as diferentes superfícies e suas contribuições nas propriedades de materiais multifuncionais. A relação propriedade/superfície é uma característica complexa de se avaliar experimentalmente e o suporte teórico é uma ferramenta de grande utilidade. Os resultados obtidos serão organizados em forma de artigos e submetidos em revistas de relevância internacional.
Além do contexto científico, o projeto tem como meta a inserção de estudantes de iniciação científica, mestrado e doutorado em temas de relevância atuais e que possa gerar uma esfera de aprendizado dentro da formação dos alunos como pesquisadores.

Equipe do Projeto

NomeCH SemanalData inicialData final
AMANDA DANTAS DE OLIVEIRA1
ANDRÉ LUIZ MISSIO2
BRENDA APARECIDA MARTINELI FRAGOSO
CAMILA MONTEIRO CHOLANT
CRISTIANE WIENKE RAUBACH1
CÁTIA LIANE ÜCKER
GIOVANNI MIKAEL NOGUERA FABRA
GUSTAVO DA SILVA DALENOGARE
Guilherme da Silva Lopes Fabris
José Artigas dos Santos Laranjeira
Julio Ricardo Sambrano
MARCOS VINICIUS SANTOS DIAS CRAVITO
MARIO LUCIO MOREIRA1
MATEUS MENEGHETTI FERRER8
PEDRO LOVATO GOMES JARDIM1
SERGIO DA SILVA CAVA1

Fontes Financiadoras

Sigla / NomeValorAdministrador
FAPERGS / Fundação de Amparo a Pesquisa do Estado Rio Grande do SulR$ 48.000,00Coordenador
PROAP/CAPES / Coordenação de Aperfeiçoamento de Nível SuperiorR$ 10.000,00Coordenador

Plano de Aplicação de Despesas

DescriçãoValor
339030 - Material de ConsumoR$ 17.000,00
449052 - Equipamentos e Material PermanenteR$ 41.000,00

Página gerada em 23/05/2024 03:18:54 (consulta levou 0.217524s)