O Laboratório de Preparação e Caracterização de Materiais é especializado na criação e análise de materiais semicondutores e nanoestruturas—os minúsculos blocos que alimentam a eletrônica e a fotônica modernas. Pense em nós como arquitetos e construtores especializados, trabalhando na escala dos átomos!

Nosso trabalho central envolve semicondutores III-V (materiais feitos de elementos das colunas III e V da tabela periódica, como Arsenieto de Gálio), essenciais para eletrônicos de alta velocidade e tecnologias avançadas baseadas em luz.

Utilizamos estes materiais especiais para criar:

  • Nanomembranas: Folhas ultrafinas e flexíveis de material semicondutor.
  • Objetos 3D Auto-Formáveis: Estruturas que espontaneamente se enrolam ou dobram em formas tridimensionais complexas, frequentemente usadas para criar dispositivos ópticos microscópicos.
  • Emissores Ópticos e Estruturas Fotônicas: Dispositivos que produzem ou controlam a luz de forma eficiente, cruciais para lasers, LEDs e futuros circuitos ópticos.

Também nos concentramos em integrar outros materiais nestas nanoestruturas para novas funcionalidades e aprimoramentos dos materiais.

Tópicos de pesquisa.

Possuímos experiência profunda e de longa data em técnicas de fabricação de ponta:

1. Nanotubos Enrolados e Micro-Óptica

Somos especialistas em enrolar nossos materiais ultrafinos em nanotubos ou microtubos. Estes cilindros minúsculos podem funcionar como estruturas fotônicas altamente eficientes—miniaturas de armadilhas de luz ou ressonadores—que têm potencial em sensores avançados e comunicações.

2. Crescimento de Precisão: Epitaxia por Feixes Moleculares (MBE)

Utilizamos uma técnica sofisticada chamada Epitaxia por Feixes Moleculares (MBE) para fazer crescer heteroestruturas III-V (materiais em camadas) perfeitas, camada atômica por camada atômica. Esta técnica nos dá controle máximo sobre as propriedades do material.

  • Substratos Virtuais: Fomos pioneiros em um método onde usamos nanomembranas III-V soltas como substratos virtuais para construir estruturas em camadas ainda mais complexas e de maior qualidade por cima.
  • Estruturas Auto-Organizadas: Nosso trabalho também inclui o crescimento de estruturas que se formam naturalmente, como pontos quânticos auto-organizados (minúsculas ilhas semicondutoras que agem como átomos artificiais) e o uso de técnicas como a decapagem de gotículas local para criar padrões em nanoescala.

Técnicas de caracterização.

Para garantir que nossos materiais sejam perfeitos, utilizamos um conjunto de poderosas ferramentas de caracterização:

  • Difração de Raios X (DRX):Esta técnica usa raios X para medir com precisão o espaçamento e a qualidade das camadas atômicas em nossas estruturas.
  • Microscopia de Força Atômica (AFM):Como um toca-discos hipersensível, o AFM usa uma agulha minúscula para mapear a topografia da superfície de nossos materiais na nanoescala.
  • Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV): O MEV usa um feixe de elétrons para criar imagens altamente detalhadas e de grande aumento da estrutura da superfície do material.
  • Medidas de Fotoluminescência (PL): Esta técnica essencial nos ajuda a entender a eficiência com que nossos materiais emitem luz, o que é crucial para sua aplicação em dispositivos ópticos.

Estamos ativamente buscando colaborações acadêmicas e industriais para traduzir nossa pesquisa fundamental em nanomateriais em aplicações do mundo real e tecnologias de próxima geração.