Preparação e caracterização física de camadas monoatômicas e nanofios magnéticos e supercondutores

Resumo

Este projeto pretende preparar, por meio de novas técnicas químicas, materiais supercondutores e ferromagnéticos de uma dimensão (nanofios de estanho ou calcogenetos de tântalo ou nióbio) ou duas dimensões (no caso de camadas de TaS2, NbS2 e NbSe2), podendo atingir a camada monoatômica, similar ao grafeno. Assim sendo, é interessante também estudar as propriedades físicas dessas nanoestruturas a baixas temperaturas. O estudo das propriedades magnéticas desses sistemas permanecem inexploradas devido a escassez de amostras disponíveis e ao enorme reto que supõe detectar sua resposta magnética. Alem disso, introduz a supercondutividade em sistemas onde ainda não tem sido encontrado. Propomos combinar o uso de microscópios de sonda local (AFM e MFM) com susceptómetros micro-SQUID e magnetómetros micro-Hall, para explorar in situ os efeitos derivados da baixa dimensionalidade. Será muito importante atingir o acoplamento controlado dos fios e camadas aos sensores até o limite de um único fio ou mono-camada respectivamente, por técnicas de deposição em solução ou exfoliação física para as medidas magnéticas e a realização de diagramas de fase supercondutora em equilíbrio ou fenômenos fora de equilíbrio como vórtices ou "phase slips". A formação de estruturas hibridas de nanofios ou capas atômicas magnéticas e supercondutoras podem abrir múltiplas perspectivas no desenvolvimento de diversos dispositivos, desde sensores SQUID a ressonadores de radiofrequência para aplicações em metrología, medicina, novos sensores e tecnologias da informação. (AU)