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Dinâmica e transições de fase em sistemas periódicos

Processo: 03/00541-0
Modalidade de apoio:Auxílio à Pesquisa - Temático
Vigência: 01 de julho de 2003 - 31 de dezembro de 2006
Área do conhecimento:Ciências Exatas e da Terra - Física - Física da Matéria Condensada
Pesquisador responsável:Enzo Granato
Beneficiário:Enzo Granato
Instituição Sede: Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (INPE). Ministério da Ciência, Tecnologia e Inovação (Brasil). São José dos Campos , SP, Brasil
Auxílios(s) vinculado(s):05/00017-4 - See Chen Ying | Brown University - Estados Unidos, AV.EXT
Assunto(s):Rede de vórtices  Supercondutividade  Fenômenos críticos  Método de Monte Carlo  Fricção 
Palavra(s)-Chave do Pesquisador:Atrito Em Superficies E | Fenomenos Criticos | Rede De Vortices | Simulacao Por Monte Carlo

Resumo

Fenômenos surpreendentes podem ocorrer em sistemas que tendem a formar estruturas periódicas elásticas, em função da competição entre força externa, elasticidade e periodicidade da estrutura. A periodicidade permite a formação de defeitos topológicos, como paredes de domínios e deslocações, que determinam o comportamento dinâmico e os mecanismos de transições de fase do sistema. Redes de vórtices em materiais supercondutores de altas temperaturas são exemplos importantes dessa classe de sistemas, em função do grande interesse científico e tecnológico atual nestes materiais. Em particular, o entendimento dos mecanismos que permitem, ou que limitam, o aprisionamento da rede é de grande importância para obtenção de altas correntes críticas em presença de campo magnético e o desenvolvimento de dispositivos supercondutores. Outros exemplos importantes ocorrem em superfícies cristalinas como, crescimento de camadas epitaxiais tensionadas e atrito de deslizamento de superfícies lubrificadas. Neste caso, a estrutura periódica relevante consiste em uma ou várias camadas atômicas sobrepostas sob a ação de uma força externa induzida pelo substrato ou por outra superfície. Estudos da dinâmica desses sistemas, permite uma melhor compreensão dos mecanismos de ordenamento e formação de defeitos topológicos que são de utilidade na fabricação de super-redes semicondutoras. Da mesma forma, o estudo do atrito de deslizamento de superfícies lubrificadas é de grande importância para nanotribologia. O projeto visa desenvolver pesquisa teórica sobre dinâmica e transições de fase nestes sistemas. Os problemas a serem investigados e os métodos teóricos utilizados são comuns as duas áreas envolvidas, supercondutividade e Física de superfícies, permitindo assim uma abordagem unificada dos mecanismos físicos envolvidos. Métodos numéricos de simulação por Monte Carlo e dinâmica molecular serão utilizados para o estudo dos modelos relevantes. Limitações computacionais importantes como, longos tempos de execução devido a lenta relaxação e natureza desordenada das diferentes fases dos sistemas, serão superadas utilizando-se processamento paralelo em clusters de microcomputadores. Dentre os problemas a serem investigados destacam-se: fusão da rede de vórtices em supercondutores, atrito cinético e nucleação de defeitos em superfícies. (AU)

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Publicações científicas (10)
(Referências obtidas automaticamente do Web of Science e do SciELO, por meio da informação sobre o financiamento pela FAPESP e o número do processo correspondente, incluída na publicação pelos autores)
JALKANEN‚ J.; TRUSHIN‚ O.; GRANATO‚ E.; YING‚ SC; ALA-NISSILA‚ T.. Equilibrium shape and dislocation nucleation in strained epitaxial nanoislands. Physical Review B, v. 72, n. 8, p. 081403, . (03/00541-0)
GRANATO‚ E.; YING‚ SC. Nonlinear sliding friction of adsorbed overlayers on disordered substrates. Physical Review B, v. 69, n. 12, p. 125403, . (03/00541-0)
LU‚ Y.; PRZYBYLSKI‚ M.; TRUSHIN‚ O.; WANG‚ WH; BARTHEL‚ J.; GRANATO‚ E.; YING‚ SC; ALA-NISSILA‚ T.. Strain relief in Cu-Pd heteroepitaxy. Physical Review Letters, v. 94, n. 14, p. 146105, . (03/00541-0)
ACHIM‚ CV; KARTTUNEN‚ M.; ELDER‚ KR; GRANATO‚ E.; ALA-NISSILA‚ T.; YING‚ SC. Phase diagram and commensurate-incommensurate transitions in the phase field crystal model with an external pinning potential. Physical Review E, v. 74, n. 2, p. 021104, . (03/00541-0)
GRANATO‚ E.; DOMÍNGUEZ‚ D.. Resistivity scaling and critical dynamics of fully frustrated Josephson-junction arrays with on-site dissipation. Physical Review B, v. 71, n. 9, p. 094521, . (03/00541-0)
GRANATO‚ E.. Field-induced superconductor-to-insulator transition in Josephson-junction ladders. Physical Review B, v. 72, n. 10, p. 104521, . (03/00541-0)
GRANATO‚ E.. Zero-temperature resistive transition in Josephson-junction arrays at irrational frustration. Physical Review B, v. 75, n. 18, p. 184527, . (03/00541-0)
TRUSHIN‚ O.; GRANATO‚ E.; YING‚ SC; SALO‚ P.; ALA-NISSILA‚ T.. Energetics and atomic mechanisms of dislocation nucleation in strained epitaxial layers. Physical Review B, v. 68, n. 15, p. 155413, . (03/00541-0)
J. JALKANEN; O. TRUSHIN; E. GRANATO; S.C. YING; T. ALA-NISSILA. Shape transition and dislocation nucleation in strained epitaxial islands. Brazilian Journal of Physics, v. 36, p. 328-331, . (03/00541-0)

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