Palestrantes

Título: Materiais Quânticos do conceito ao hardware: spintrônica, computação neuromórfica e informação quântica

Resumo: Todo material obedece à mecânica quântica. Então por que só alguns são chamados de "materiais quânticos"? A palestra parte dessa pergunta para mostrar onde a descrição clássica dos materiais deixa de funcionar: elétrons fortemente correlacionados, estados topológicos protegidos e coerência quântica em escala macroscópica. Os exemplos vão dos supercondutores e isolantes topológicos ao grafeno torcido e aos magnetos com ondas de spin e skyrmions. A partir deles, a palestra mostra como esses materiais já sustentam tecnologias em uso, como as memórias magnéticas, e outras em desenvolvimento, como a spintrônica e a computação neuromórfica, com dispositivos que imitam neurônios e sinapses. A parte final percorre o hardware de um computador quântico, peça por peça: qubits supercondutores, de spin, topológicos e fotônicos, leitura, interconexão e criogenia. Em cada etapa, o que limita o desempenho hoje são defeitos, interfaces e pureza dos materiais. Para fechar, a palestra apresenta a Central Multiusuário do Departamento de Física da UFPE e as técnicas que ela oferece à comunidade para preparar e caracterizar esses materiais.

Título: A astronomia multimensageira do século 21 e o Nobel de Física de 2026

Resumo: A ideia popular de um astrônomo deve levar seu olho ao telescópio para fazer pesquisa deixou de ser uma realidade há décadas. O olho humano deixou de ser o principal detector da astronomia! Vamos discutir neste seminário como a astronomia tem sido realizada nas diversas faixas do espectros eletromagnético. Além disso, também captamos diversos outros sinais do universo como as ondas gravitacionais e também  diversas partículas. Por sinal, o prêmio Nobel de Física desde ano, dedicada a Francis Halzen, dedicado aos trabalho ao detector de neutrinos cósmico ICECUBE que, pela primeira vez, mediu neutrinos astrofísicos de altíssima energia, abrindo a área de astronomia multimensageira. Ao final do seminário, desviando um pouco deste tema, apresentaremos alguns projetos de divulgação científica em andamento, focando na reabertura do observatório astronômico da Escola de Minas na cidade de Ouro Preto/MG.

Título: Electron-phonon interactions in 2D materials studied by resonance and polarized Raman spectroscopy 

Resumo: In this lecture I will discuss the use of Raman spectroscopy to study phonons and electron-phonon interactions in 2D materials. I will start reviewing the Raman spectra of graphene, showing that measurements performed by changing the energy of the incident photon provide information about the electronic structure and phonon dispersion of the material. I will then focus on the resonance Raman effect in twisted bilayer graphene (TBG), presenting experimental results performed in TBG samples with different twisting angles that allow the distinction between intralayer and interlayer electron-phonon (el-ph) interactions. I will then present results in 2D crystals of the transition metal dichalcogenide (TMD) family, starting with the semiconducting MoS2 where we could observe symmetry dependent el-ph interactions and investigate the scattering of electrons by acoustic phonons between different valleys in the electronic structure. Finally, I will present angle-resolved polarized Raman measurements in triclinic ReSe2 and show that the Raman tensor elements for the different phonons are given by complex numbers due to the resonance Raman effect.

Título: Para o aniversário da pós-graduação, trago de presente um colar de skyrmions

Resumo: Skyrmions dipolares em multicamadas de Co/Ni, estabilizados pela competição entre a anisotropia perpendicular e a energia magnetostática na ausência de interação de Dzyaloshinskii-Moriya, foram observados recentemente por microscopia Lorentz formando cadeias lineares de helicidade alternada, descritas como skyrmions de ordem topológica alta. Neste trabalho tratamos essas estruturas como polímeros: cadeias de skyrmions de carga unitária ligados a vizinhos por um potencial de par bi-exponencial, cujas duas escalas derivamos da repulsão magnetostática entre cargas de superfície e da troca na junção entre paredes de Bloch de helicidade oposta. Combinando simulações micromagnéticas e a equação de Thiele estocástica para cadeias longas, examinamos a cadeia nas três situações clássicas das linhas elásticas. Em equilíbrio térmico, a ligação radial gera um confinamento quártico para os deslocamentos transversais, e o expoente térmico das flutuações passa a depender da escala de observação, de γ = 1 em uma ligação a γ = 1/2 em três, com a escala de cruzamento fixada pela curvatura do potencial no mínimo. Numa paisagem de poços de ancoragem congelados, a cadeia se desprende coletivamente com limiar de cerca de 27% do limiar de um skyrmion isolado, em acordo com a ancoragem coletiva de Larkin; a transição é arredondada, com largura independente do tamanho da cadeia e quase metade de origem atérmica, e a cadeia em fluxo apresenta rugosidade da classe KPZ. Abaixo do limiar, resultados preliminares indicam que a temperatura converte o confinamento quártico numa tensão emergente e o expoente de creep retorna ao valor harmônico μ = 1/4. A cadeia de skyrmions é, assim, um polímero que quebra a universalidade harmônica em poucas ligações e a recupera em escalas grandes, com previsões acessíveis a experimentos de microscopia Lorentz resolvidos em posição.

Título: Evidências Científicas na Formulação de Políticas Públicas Estratégicas

Resumo: No atual cenário internacional de crescimento da “Economia do Conhecimento”, caracterizado por um rápido desenvolvimento de novos paradigmas tecnológicos e uma forte redução da capacidade dos estados de orientar e dirigir a inovação, frente à de grandes conglomerados privados e transnacionais, há um consenso global de que os países devem priorizar a formulação de políticas baseadas em evidências científicas. No entanto, persistem barreiras institucionais, resistência política e um crescente negacionismo, estimulado nas redes sociais, que restringem o uso efetivo de evidências científicas na tomada de decisão. Nos últimos anos, isso tem sido bastante evidente no Brasil, em particular afetando o desenvolvimento de nosso sistema de ciência, tecnologia e inovação. Nesta palestra farei uma breve apresentação dessas questões e de como recentes medidas governamentais procuram incorporar o conhecimento científico na formulação de políticas estratégicas para nosso país.

Título: Para que serve Espectroscopia de Tunelamento?

Resumo: A espectroscopia de tunelamento por varredura (STS, do inglês Scanning Tunneling Spectroscopy) serve principalmente para medir a densidade local de estados eletrônicos (LDOS) na superfície de um material em escala atômica. Enquanto a microscopia de tunelamento tradicional (STM) foca em mapear a topografia (o "relevo" visual dos átomos), a espectroscopia vai além: ela investiga as propriedades quânticas e elétricas daqueles átomos em pontos exatos da superfície [1, 2, 3, 4]. As principais aplicações da técnica incluem: Mapear a energia dos elétrons: Permite medir a quantidade de elétrons disponíveis em função de diferentes níveis de energia [1]; Determinar condutividade local: Identifica se um ponto específico da amostra se comporta como condutor, semicondutor ou isolante; Estudar semicondutores e supercondutores: Ajuda a medir o bandgap (banda proibida) de semicondutores ou o gap supercondutor em materiais avançados; Analisar defeitos e impurezas: Permite observar como uma única impureza ou defeito na estrutura altera o comportamento elétrico ao seu redor [1]; Investigar nanomateriais: É fundamental na física do estado sólido e na nanotecnologia para entender grafeno, nanotubos de carbono e pontos quânticos. Nesta apresentação mostraremos os fundamentos desta técnica assim como as aplicações em diversos materiais bidimensionais.

1) Self-assembled triangular graphene nanostructures: Evidence of dual electronic response T Chagas, M Pelc, PHR Goncalves, I Antoniazzi, JW Gonzalez, A Ayuela, ... Carbon 142, 580-591

2) Probing Dirac states in sputtered  topological insulator thin filmsG Rodrigues-Junior, AS Vieira, AL Araújo, FC de Lima, RR Barreto, ... Physical Review Materials 9 (9), 094203

3) Evidence of thickness-dependent surface-induced ferroelectricity in few-layer germanium sulfide obtained via scanning tunneling spectroscopy RR Barreto, TC Ribeiro, GHR Soares, E Pereira, DR Miquita, GAM Safar, ... Nanoscale 16 (11), 5794-5801

4) Electronic gap redesign in electrochromic : A scanning tunneling spectroscopy study LP Trindade, G Fontenele, EG de Oliveira, RR Barreto, LC Detoni, ... Physical Review Materials 10 (1), 016205.

Título: Modelos Baseados em Agentes – Aplicações a Sistemas Complexos

Resumo: Sistemas complexos são geralmente constituídos por muitos componentes interagentes, cujas interações muitas vezes dão origem à emergência de comportamentos auto-organizados. Os fenômenos coletivos observados nas mais diversas áreas constituem exemplos de sistemas complexos, abrangendo desde a evolução da dinâmica de opiniões em sistemas sociais até o desenvolvimento de colônias de bactérias. A modelagem baseada em agentes é uma ferramenta tradicionalmente utilizada na Física Estatística para investigar tais sistemas. Neste seminário, apresentarei alguns exemplos de aplicações de modelos baseados em agentes ao estudo de sistemas complexos.

Título: Photoinduced charge separation in molecular systems and organic-inorganic interfaces from theoretical and experimental approaches

Resumo: Photoinduced charge separation in donor-acceptor molecular systems and the subsequent charge transport at organic-inorganic interfaces are key processes for the development of efficient and durable organic photovoltaic devices. This presentation reviews the current understanding of these processes in existing devices and the challenges that remain. We then detail our design of donor-acceptor molecular systems and organic-inorganic interfaces based on density functional theory (DFT) calculations. The resulting systems, such as naphthalenediimide and S,N-heteroacene based heterojunctions and organo-modified indium tin oxide surfaces, have been characterized with respect to their binding energies, ionization energies, excited-state features, nano- and microstructure, and photoconductivity (as thin films). By combining these predicted properties with experimental data, we ultimately illustrate a pathway to design optimized organic photovoltaic devices and understand their underlying charge-separation mechanisms.

Título: Modelos análogos em ótica: flutuações de cones de luz e horizontes de eventos

Resumo: Este seminário explora aspectos clássicos e quânticos sobre a propagação da luz através de meios materiais. Discutiremos como as indeléveis flutuações quânticas de vácuo do campo eletromagnético induzem a uma flutuação no índice de refração, em torno do seu valor médio, ora retardando, ora acelerando um pulso de prova que se propaga pelo material. Esse fenômeno constitui um modelo análogo para as flutuações do cone de luz na gravidade semiclássica. Adicionalmente, discutiremos um modelo análogo de um horizonte de eventos no contexto de materiais magnetoelétricos lineares.

Título: Probing eletronic of materials using synchrotron radiation anda u-ARPES

Título: Nanoestruturas semicondutoras luminescentes: produção e caracterização

Resumo: Em celebração aos 25 anos do Programa de Pós-Graduação em Física da Universidade Federal de Viçosa, a palestra apresentará a trajetória e os principais resultados das pesquisas desenvolvidas no Laboratório de Produção de Nanoestruturas Semicondutoras e Caracterização Óptica. Serão abordadas diferentes classes de nanomateriais luminescentes e suas potencialidades, desde os primeiros estudos com pontos quânticos semicondutores coloidais, com ênfase nos processos de síntese, controle de tamanho, cinética de crescimento e correlação entre dimensões das partículas e propriedades ópticas. Também serão apresentados estudos sobre transferência de energia entre sistemas luminescentes, incluindo pontos quânticos coloidais de CdTe e polímeros semicondutores. Na sequência, serão destacados os avanços nas pesquisas com nanopartículas de polímeros conjugados, especialmente MEH-PPV e PFD, contemplando sua produção, morfologia e propriedades fotofísicas, bem como o desenvolvimento de sistemas compósitos para a modulação e o aprimoramento de suas propriedades ópticas. Trabalhos mais recentes exploram novas possibilidades de aplicação desses materiais, incluindo interações com sistemas biológicos, desenvolvimento de dispositivos emissores de luz branca e aprisionamento e manipulação óptica dessa classe de materiais. Por fim, será destacada a importância da integração entre síntese, caracterização experimental, modelagem teórica e colaboração científica para o avanço das pesquisas e a ampliação das possibilidades de aplicação das nanoestruturas luminescentes produzidas.

Título: Modelagem do crescimento de filmes finos orgânicos em substratos fracamente interagentes

Resumo: Estudos recentes do crescimento de filmes finos sobre substratos fracamente interagentes revelaram a formação inicial de ilhas tridimensionais, seguida pela formação de filmes mais suaves devido à coalescência dessas ilhas. Entretanto, para filmes de C60, o pico de rugosidade medido por microscopia de força atômica (AFM) foi significativamente menor que o obtido por refletividade de raios X (XRR), sugerindo possíveis efeitos da interação entre a ponta do microscópio e a superfície. Neste trabalho, investigamos esses efeitos por meio de simulações de Monte Carlo cinético (KMC) e modelos geométricos que representam diferentes modos de operação do AFM. Verificamos que a geometria da ponta e o modo de operação do AFM podem levar a uma subestimativa da rugosidade de filmes durante a coalescência de ilhas. Os resultados também sugerem que processos posteriores ao crescimento, podem explicar parte das diferenças observadas entre as medidas de XRR e AFM nos filmes de C60.

Título: Do tunelamento quântico à engenharia molecular: explorando moléculas em superfícies com STM

Resumo: A microscopia de tunelamento por varredura (STM) revolucionou o estudo de superfícies ao permitir a investigação de materiais com resolução atômica, utilizando o fenômeno quântico de tunelamento eletrônico. Além da caracterização estrutural, essa técnica possibilita explorar propriedades eletrônicas locais e investigar interações moleculares em superfícies. Nesta apresentação, serão discutidos os princípios fundamentais de funcionamento da STM e suas aplicações no estudo de sistemas moleculares adsorvidos sobre superfícies metálicas. Serão apresentados exemplos de como a técnica permite investigar processos de automontagem, reações químicas induzidas termicamente e a formação de estruturas moleculares organizadas. Em particular, serão abordados estudos envolvendo moléculas de porfirina depositadas sobre superfícies de prata, destacando o papel da interação molécula-substrato, da temperatura e da incorporação de átomos metálicos na formação de novas arquiteturas moleculares. Por fim, serão discutidas as perspectivas da microscopia de tunelamento para a compreensão e o desenvolvimento de sistemas moleculares com propriedades eletrônicas controladas, demonstrando como fenômenos quânticos fundamentais podem ser utilizados para explorar a matéria na escala atômica.