Medidas de ionização e fragmentação de moléculas análogas ao DNA por impacto de ions de carbono
A interação de íons de carbono em biomoléculas tem um grande interesse na hadronterapia motivada pela alta eficiência de fragmentação de biomoléculas quando sujeitas ao impacto de íons pesados. A técnica de espectroscopia de massa por tempo de voo será aplicada nestas experiências. A experiência inclui a operação de fonte de ions e de acelerador pelletron, técnica de ultra-alto vácuo e eletrônica de processamento de sinais de detetores multiplicadores de elétrons. Os dados serão comparados com medidas de impacto de proton em moléculas análogas ao DNA de forma estabelecer as diferenças no grau de fragmentação molecular induzido por H+ e C+.
Métodos não convencionais de obtenção de materiais cerâmicos: vantagens sobre as técnicas tradicionais
Os compostos com estruturas de perovskita têm sido intensamente estudados por exibir uma ampla variedade de propriedades de alto impacto, incluindo supercondutividade e magnetorresistência colossal. Porém, devido às altas temperaturas de obtenção necessárias utilizando o método cerâmico tradicional, as regiões de baixas temperaturas nos diagramas de fase permanecem inexploradas. A redução drástica das temperaturas de obtenção em ~ 400-500 ºC utilizando os métodos de co-precipitação e de decomposição de precursores orgânicos permitirá acessa-las e estabilizar novas estruturas.
Medidas de transporte eletrônicos em filmes moleculares multifuncionais
Caracterizaremos as propriedades elétricas de um filme fino molecular apresentando uma transição do tipo spin-crossover (mudança de estado de spin). A amostra será depositada sobre eletrodos interdigitados e em seguida instalada sobre um dedo frio. Realizaremos medidas de magneto transporte e de impedânciometria a uma temperatura fixa. Mediremos também a dependência da capacitância em função da temperatura com um campo magnética fixo.
Caracterização ótica de nanoestruturas semicondutoras
O estudo das propriedades ópticas de nanoestruras semicondutoras são fundamentais para o desenvolvimento de diversos dispositivos opto-eletrônicos. Neste experimento realizaremos medidas de fotoluminescência a baixa temperatura para exemplificar como podemos obter importantes informações sobre algumas nanoestruturas que serão utilizadas em futuras células solares e em detectores de imageamento térmico. A medida de fotoluminescência consiste na incidência de um laser cuja energia é maior do que a da energia do gap do material estudado. Este fóton excita o elétron do material que, quando volta para seu estado fundamental, emite um outro fóton com energia menor. O estudo do espectro dos fótons emitidos contém a informação desejada.
Espectroscopia a laser de átomos e interferômetro de Fabry-Perot
Neste tutorial mão-na-massa os alunos vão levantar a curva de potência X corrente de um laser de diodo de cavidade estendida verificando o limiar laser. Vão usar um laser similar para realizar a espectroscopia de um interferômetro de Fabry-Perot fazendo o alinhamento no Fabry-Perot e verificando a transmissão, tanto direto da saída do laser (não-gaussiano) quanto da saída de uma fibra de modo único. O Fabry-Perot será a régua de varredura de frequência. Com o uso de uma eletrônica de feedback faremos o travamento do laser a um Fabry-Perot: tecnologia empregada no LIGO para detecção de ondas gravitacionais e em todos os experimentos de espectroscopia a laser de alta precisão. Finalmente, o mesmo laser será empregado na espectroscopia de átomos de Lítio.
Produção de filmes finos magnéticos. Caracterizações cristalográficas e magnéticas, e medidas de transportes
A Spintrônica (eletrônica de Spin) envolve os diferentes fenômenos de transportes resultantes das diferentes propriedades magnéticas dos filmes finos. No nosso estudo nós nos concentraremos nos dispositivos apresentando o fenômeno da Magnetorresistência Anisotrópica, AMR, e da Magnetorresistência Anisotrópica de Tunelamento, TAMR onde é d fundamental importância que o filme magnético tenha uma forte interação Spin-Orbita. Nesses sistemas uma variação da resistividade é esperada quando o campo magnético é aplicado paralelo ou perpendicular a direção da corrente. No experimento proposto iremos depositar, por Sputtering, ligas magnéticas para obter os fenômenos da AMR e da TAMR. Após a caracterização estrutural e magnética das ligas, realizaremos as medidas de transportes: em função do campo magnético aplicado a diferentes orientações com relação a corrente de medida, bem como, faremos medidas de transporte em função da temperatura, podendo assim verificar a existência dos fenômenos esperados.
Fluorescências e composição de materiais
Amostras de interesse biológico serão irradiadas com feixe branco proveniente de um tubo de Raios-X. Os processos decorrentes da interação de fotóns, na faixa de keV, com a matéria (fluorescência de Raios-X, espalhamentos elástico e Compton) serão avaliados a fim de obter informações qualitativas e quantitativas da estrutura e composição destas amostras.
Desconstruindo um sólido: Espectroscopia de Massa de Íons Secundários
Você já viu um jato de areia limpando uma superfície? Imagine agora que você conseguisse analisar o que é ejetado pela superfície bombardeada. Vamos realizar uma versão atômica dessa situação. Um feixe de íons energéticos bombardeará uma amostra sólida. Íons, átomos e moléculas ejetados terão suas massas identificadas e estruturas estudadas, enquanto camadas cada vez mais profundas da amostra afloram.
Posição, tempo e energia de partículas aplicadas à física de altas energias
Neste laboratório serão estudadas técnicas para estimar a resolução das medidas realizadas por detectores de silício, segmentados na geometria de pixels quadrados de 55 microns de lado. A resolução de posição será obtida através da medida de uma imagem (transmissão/absorção) com raios-x. Ao mesmo tempo, as energias de fótons ou partículas carregadas podem ser medidas assim como o seu tempo de chegada. As medidas de energia e tempo de chegada possuem diversas aplicações não só na física de altas energias como em física atômica e molecular.
Criptografia quântica e interferência com o modulador espacial de luz
A oficina a ser realizada no Laboratório de Ótica Quântica terá dois enfoques. No primeiro tópico, abordaremos um sistema de criptografia quântica no espaço livre. Faremos uma realização experimental da transmissão e recepção de uma chave criptográfica baseada no protocolo BB84 através de um sistema ótico que utiliza a polarização para representar o bit de informação. No segundo tópico, abordaremos os Moduladores espaciais da luz (Spatial Light Modulators - SLMs) que são dispositivos que permitem controlar a amplitude e/ou a fase do perfil espacial de um feixe de luz ponto a ponto. Investigaremos a interferência da luz no campo distante e no campo próximo, onde será observado o efeito Talbot. Também serão produzidos e analisados feixes de luz que possuem momento angular orbital.
Pinças óticas e medidas de força na escala de eventos celulares
Neste encontro apresentaremos o laboratório e os instrumentos necessários para construir uma pinça ótica. A pinça ótica funciona como um dinamômetro que mede forças na escala de pico Newton. Realizaremos o procedimento de calibração da pinça ótica e a utilizaremos para estudar propriedades mecânicas de membranas celulares.
Síntese , Caracterização , Análise dos supercondutores: As rotas para novas descobertas
O intuito desta experiência é aprender a sintetizar e caracterizar meticulosamente um material supercondutor. Começaremos a partir da estequiometria básica e trabalharemos com a via química apropriada, dependendo se o material escolhido é cerâmico ou intermetálico. Posteriormente, a técnica de determinação estrutural será aplicada para verificar o caráter de fase única, bem como as propriedades estruturais gerais. Aplica-se também análises térmicas tais como termogravitometria ou análise térmica diferencial com o objectivo de compreender e optimizar a estabilidade de fase e homogeneidade. Em seguida, o estado normal e supercondutor do material será estudado por técnicas de caracterização física, tais como resistividade, magnetização, susceptibilidade, etc. Outras técnicas mais sofisticadas de síntese, estruturais, térmicas e físicas (em particular para avaliar o parâmetro da ordem supercondutora e sondar os mecanismos de emparelhamento) também serão delineadas. A importância do feedback e do diálogo entre diferentes técnicas experimentais e teoria será discutida. Nós esboçamos o estado atual do campo e apontamos às várias rotas para a inovação e as descobertas novas neste ramo emocionante da física.
Fabricação e caracterização de materiais multifuncionais – magnetocalóricos e magnetostritivos
A refrigeração magnética é uma tecnologia que permite obter resfriamento utilizando materiais magnéticos no lugar de gases. Para efetiva implementação desta nova tecnologia é necessário o uso de materiais com transições magnéticas e estruturais ao redor da temperatura ambiente. Essas transições, quando muito próximas em temperatura, permitem também a obtenção de efeitos magnetostritivos que são de grande importância na tecnologia de sensores e em diversas outras áreas. Nesta oficina serão ensinadas as técnicas de produção de amostras magnéticas em bulk, a caracterização estrutural via difratometria de raios-x e o estudo das propriedades magnéticas e calóricas destes materiais.
