Prof. Bernardo Ruegger Almeida Neves

Vagas:

Mestrado: 2 estudantes

Doutorado: 2 estudantes

Estou procurando novos alunos de Mestrado e Doutorado para realizarem suas respectivas dissertações e teses no meu laboratório. O Laboratório de Nanoscopia realiza pesquisas experimentais em diversas áreas de Nanociências e Nanotecnologia. A nossa principal ferramenta de trabalho é a Microscopia de Varredura por Sonda, que é uma técnica de Microscopia bastante nova, que além da visualização da matéria com altíssima resolução (atingindo resolução atômica), permite também a manipulação/modificação da matéria nesta mesma escala. Ou seja, podemos modificar e estudar um material ao mesmo tempo numa escala manométrica. As nossas linhas de pesquisa atuais envolvem os nanomateriais de carbono (nanotubos, grafenos e outros), materiais bidimensionais (dicalcogenetos metálicos, filossilicatos, e outros), materiais bioinspirados, processos de auto-construção (self-assembly) de moléculas orgânicas óptica- e eletricamente ativas e sistemas híbridos de materiais 2D com moléculas orgânicas especiais.  Temos colaboração estreita com diversos grupos do DF-UFMG, como o de Estrutura Eletrônica, por exemplo.
Na lista abaixo há alguns artigos representativos do grupo. Caso você tenha interesse em saber um pouco mais sobre estes assuntos, mande um e-mail para bernardo@fisica.ufmg.br.

Algumas publicações relevantes:
1) A.P.M. Barboza et al., Graphene/h-BN heterostructures under pressure: From van der Waals to covalent. CARBON, v. 155, p. 108-113 (2019).
2) T.F.D. Fernandes et al., Robust nanofabrication of monolayer MoS2 islands with strong photoluminescence enhancement via local anodic oxidation. 2D Materials, v. 5, p. 025018 (2018).
3) A.P.M. Barboza et al., Compression Induced Modification of Boron Nitride Layers: a Conductive Two-Dimensional BN Compound. ACS Nano, v. 12, p. 5866-587 (2018).
4) C.K. Oliveira et al., Crystal-oriented wrinkles with origami-type junctions in few-layer hexagonal boron nitride. Nano Research, v. 8, p. 1, (2015).
5) K.A.S Araujo et al., Charge transfer between carbon nanotubes on surfaces. Nanoscale, v. 7, p. 16175-16181 (2015).
6) A.P.M. Barboza et al., Dynamic Negative Compressibility of Few-Layer Graphene, h-BN, and MoS. Nano Letters, v. 12, p. 120410083008007 (2012).
7) M.C. Prado et al., Two-Dimensional Molecular Crystals of  Phosphonic Acids on Graphene, ACS Nano 5, 394 (2011).
8) A.P.M. Barboza et al., Deformation Induced Semiconductor-Metal Transition in Single-Wall Carbon Nanotubes Probed by Electric Force Microscopy, Phys. Rev. Lett. 100, 256804 (2008).

Prof. Guilherme da Silva Lima

Vaga:

Mestrado: 1

Projeto: “Contação de história: uma prática para a educação e divulgação científica”. O objetivo do projeto é investigar como práticas de contação de histórias podem engajar e contribuir com a aprendizagem de física por estudantes”.

E.mail: guilima@fisica.ufmg.br

Prof. Hélio Chacham

Vaga:

Doutorado: 1 estudante

Título: Teoria e simulações computacionais da interação de materiais com moléculas e líquidos.

Uma característica comum a materiais unidimensionais (1D), tais como nanotubos de carbono,materiais bidimensionais (2D), tal como o grafeno, e materiais nano-porosos ou nano-intercalados,é a elevada razão superfície/volume. Esta razão pode ser definida, por exemplo, como a fração dos átomos de superfície (externa ou interna) do material relativa a todos os seus átomos. No caso dos materiais citados acima – nanotubos e grafeno, por exemplo, essa fração é de 100%. A elevada razão superfície/volume torna estes materiais altamente susceptíveis à interação com moléculas e líquidos, levando, por exemplo, à elevada quantidade de moléculas ou de líquido absorvido pelo material relativa à sua massa, e a importantes modificações nas propriedades destes materiais induzidas pela adsorção de moléculas ou pela absorção de líquidos. Isto torna materiais 1D, 2D, e materiais nano-porosos como candidatos a aplicações em sensores de gases e de líquidos, por exemplo. Nesta linha de pesquisa, o estudante deverá desenvolver investigações teóricas, por meio de simulações computacionais de primeiros princípios ou de dinâmica molecular por potenciais modelo, da interação de materiais de baixa dimensionalidade e de materiais nano-porosos e nano-intercalados com moléculas e líquidos. Estas investigações terão como objetivo explicar fenomenologias observadas em experimentos reportados na literatura, assim como prever novos fenômenos. Sendo essa uma linha de pesquisa teórica associada à análise de fenômenos experimentais, há também a eventual possibilidade de trabalhos em colaboração com grupos experimentais.

E.mail: hchacham@fisica.ufmg.br

 

Prof. José Rachid Mohallem

Vaga:

Mestrado: 1 estudante

Projeto: Sondar as propriedades físico-químicas do interior de fulerenos e similares, com o objetivo de estudar suas propriedades endohedrais. Para isso será usada uma sonda isotópica computacional, desenvolvida em nosso laboratório [Int. J. Quant. Chem. 219;e25917; 2020;120;e26116]. Tal “dispositivo” permite sondar vizinhanças de moléculas praticamente sem interferência sensível sobre estas.

E.mail: rachidmo@fisica.ufmg.br

 

Prof. Klaus Krambrock

Vagas:

Mestrado: 2 estudantes

Estudo de processos fotocatalíticos movidos por energia solar para a produção de energia química limpa e degradação de poluentes ambientais

Este projeto de pesquisa e inovação tecnológica tem como objetivo investigar processos fotocatalíticos movidos por energia solar para a produção de energia química limpa e renovável, além da degradação de poluentes ambientais (ar e água). O projeto se concentrará no desenvolvimento de sistemas fotocatalíticos heterogêneos baseados em semicondutores nanoestruturados e heteroestruturas semicondutores para produzir hidrogênio verde, converter dióxido de carbono junto com água em combustíveis sintéticos e conversão de nitrogênio gasoso em amônia. Será utilizada a técnica de ressonância paramagnética eletrônica (EPR, do inglês Electron Paramagnetic Resonance) combinada com o método de captura de spins para identificar e quantificar espécies radicais, especialmente espécies reativas de oxigênio (ROS, do inglês Reactive Oxygen Species), envolvidas em processos fotocatalíticos. Através de estudos sistemáticos da cinética dos processos esperamos desenvolver um protocolo que permite classificar melhor os vários fotocatalisadores semicondutores e identificar os mecanismos envolvidos no processo. A metodologia envolve a síntese de fotocatalisadores e a sua caracterização como estrutura cristalina, morfológica, a área superficial, sítios ácidos e os defeitos superficiais e de bulk. Além disso, os fotocatalisadores serão testados em processos fotocatalíticos usando fotoreatores cujos produtos passarão por análise de cromatografia gasosa acoplada a um espectrômetro de massa (GC-MS, do inglês Gas Chormatography – Mass Espectroscopy). Os resultados desses processos fotocatalíticos serão comparados em processos similares por EPR aliada com a metodologia de captura de spin. Espera-se que o impacto do projeto contribua para a produção de hidrogênio verde e combustíveis sintéticos mais eficientes e ecologicamente corretos, reduza a dependência de combustíveis fósseis, desenvolva tecnologias mais acessíveis e escaláveis e aprofunde o conhecimento científico sobre fotocatálise e seus mecanismos.

Projeto aprovado – CNPq Universal 2023 (coordenador Klaus Krambrock)

E.mail: klaus@fisica.ufmg.br

Prof. Lucas Paixão Reis

Vagas:

Mestrado: 2

Linhas de pesquisa: Física Médica

Projetos:

Dentre as linhas de pesquisa atualmente em desenvolvimento, destaca-se a blindagem em Medicina Nuclear, com o desenvolvimento de projetos focados na aplicação da dosimetria computacional para analisar o impacto de diferentes parâmetros no cálculo de blindagem. Investigações em andamento incluem o efeito da absorção da radiação e a influência da biodistribuição da radiação no corpo do paciente sobre os cálculos de blindagem. Este tema abrange a análise de várias fontes e materiais de blindagem utilizados em medicina nuclear. Nessa mesma linha, faremos também o estudo do efeito da absorção da radiação em pacientes tratados com Iodo-131, incluindo uma análise comparativa entre pacientes pediátricos e adultos. Este projeto visa entender melhor o efeito da biodistribuição da radiação para a blindagem em diferentes ambientes terapêuticos. Outra linha de pesquisa atual é sobre os Níveis de Referência em Diagnóstico para Medicina Nuclear, que é voltada à determinação dos níveis de referência em procedimentos de diagnóstico realizados no serviço de medicina nuclear do Hospital das Clínicas da UFMG. O projeto envolve a implementação de ferramentas computacionais para coleta e processamento automático de dados, bem como a análise estatística das distribuições de atividades administradas aos pacientes e estimativas das doses de radiação recebidas. Na área da radioterapia, estão sendo desenvolvidos trabalhos colaborativos com o grupo MCMEG na área de dosimetria do procedimento chamado Irradiação Total do Corpo (TBI). Este projeto visa melhorar os cálculos de dose em experimentos com detectores termoluminescentes para o desenvolvimento de novos protocolos de TBI.

• Gomes, C.V., Mendes, B.M., Paixão, L. et al. Comparison of the dosimetry of scandium- 43 and scandium-44 patient organ doses in relation to commonly used gallium-68 for imaging neuroendocrine tumours. EJNMMI Phys 11, 61 (2024). https://doi.org/10.1186/s40658-024-00669-5;
• Soares, A.D., Paixão, L. and Facure, A. (2018), Determination of the dose rate constant through Monte Carlo simulations with voxel phantoms. Phys., 45: 5283-5292. https://doi.org/10.1002/mp.13181
• FERREIRA, CARLOS V.G.; MENDES, BRUNO M.; PAIXÃO, LUCAS; LIMA, THIAGO V.M.; SANTOS-OLIVEIRA, RALPH; FONSECA, TELMA C.F. Calculation of absorbed dose in paediatric phantoms using Monte Carlo techniques for 18F-FDG and 99 m Tc-DMSA and the new TIAC. APPLIED RADIATION AND ISOTOPES, v. 191, p. 110526, 2022;
•  FONSECA, T. C. F.; SENIWAL, B.; MENDES, B. M.; BASTOS, F.M.; YORIYAZ, H.; GERALDO, J. M.; PAIXÃO, L.; MENDES, M. A.; ANTUNES, P.; SQUAIR, P. L.; CAMPOS, T. P. R.; SANTANA, P. C. MCMEG: Intercomparison exercise on prostate radiotherapy dose assessment. RADIATION PHYSICS AND CHEMISTRY, v. 167, p. 108295, 2020.

E.mail: lucaspaixao@ufmg.br ou lpfismed@hotmail.com

 

Prof. Luis Eugenio Fernandez Outon

Vaga:

Mestrado: 1 estudante, com bolsa associada ao projeto

Produção de filmes finos de NdFeB para aplicações industriais de imãs permanentes.

O desenvolvimento de imãs terras raras [1,2], requer da condução de pesquisas científicas, tecnológicas e de inovação, nas mais diversas etapas de produção. Estas abrangem desde os processos de concentração e extração até a obtenção do imã e suas aplicações. Dentre as etapas a serem desenvolvidas e aprimoradas está a utilização de elementos pesados como o Dy e Tb para obter um melhor desempenho dos imãs a altas temperaturas. Entendendo por um bom desempenho uma alta coercividade, e magnetização de saturação. A inserção estratégica e controlada destes elementos dentro da microestrutura do NdFeB é uma das atuais fronteiras das pesquisas. Ela é realizada por Difusão via Contornos de Grão (GBD) dos elementos. O estado da arte desta tecnologia envolve técnicas de controle do tamanho de grão, da migração atómica, e da adição de elementos críticos em escala nanométrica, utilizando filmes finos, e sua transferência à metalurgia da liga-base [3].A utilização de filmes finos e multicamadas na fabricação de ímãs de NdFeB visa acelerar o entendimento dos mecanismos envolvidos nos processos e posterior otimização para escala produtiva dos imãs.

Neste projeto procurasse obter filmes finos de NdFeB com tamanho de grão controlado. O controle do tamanho de grão é um modo efetivo de controlar a coercividade. A redução do tamanho de grão abaixo do tamanho de grão crítico de monodominio permite o aumento da coercividade. Por outro lado, a interação de troca entre grãos vizinhos promove a ocorrência de domínios interatuantes, ao mesmo tempo que as paredes dos domínios magnéticos seguem os contornos de grão (GB), sendo que tais GB se comportam como pontos de fixação de paredes de domínio. Deste modo a coercividade aumenta tipicamente com redução do tamanho de grão e com a diminuição das interações entre grãos vizinhos.

Será utilizado “Magnetronsputtering” de ultra alto vácuo (UHV) para obter filmes finos a partir de alvos de Nd₂Fe₁₄B [4]. Serão estudadas condições de deposição, como temperatura de substrato e taxa de crescimento, junto com a temperatura de recozimento, e outras estratégias de controle da nanoestrutura almejando a modificação do tamanho de grão que permita otimizar a coercividade dos filmes, assim como a obtenção de anisotropia magnética perpendicular. Para isso os filmes serão caraterizados por difração de raios X, microscopia eletrônica de varredura, e magnetometría de amostra vibrante.

Este trabalho está inserido no projeto“Cooperação Internacional para o Desenvolvimento Competitivo e Sustentável de Processos e Produtos no âmbito da Cadeia Produtiva de Terras Raras”, financiado pela FINEP, CT-MINERAL.

[1] K. H. J. Buschow “Magnetism and processing of permanent magnet materials”, in K. H. J. Buschow (ed.), “Ferromagnetic Materials”, Amsterdam: North Holland, 1997, p. 463.

[2] J. M. D. Coey Magnetism and Magnetic Materials, London: Cambridge Univ. Press, 2010.

[3] J. M. D. Coey, “Rear Earth Permanent Magnets- Review”, Enginnering 5 (2019).

[4] T. Nguyen Van, I. de Moraes, N.M. Dempsey, C. Champeaux, F. Dumas-Bouchiat, J. Magn. Mag. Mat. 520 167584 (2021)

E.mail: lefo@fisica.ufmg.br

 

Prof. Maurício Veloso Brant Pinheiro

Vagas:

Mestrado: 2 estudantes

Doutorado: 1 estudante

Temas:
-Mestrado: Causa de Cores em Minerais Gemológicos, um estudo por Ressonância Paramagnética Eletrônica e Óptica.
-Mestrado: Estudo de Espécimes Reativas de Oxigênio por Armadilhas de Spin
-Doutorado: Estudo de Espécimes Reativas de Oxigênio por Armadilhas de Spin.

E.mail: mvbp@fisica.ufmg.br

 

Profa. Michele Hidemi Ueno Guimarães

Vagas:

Mestrado: 2 estudantes (área: Física Aplicada e Interdisciplinar)

Projetos:

Minha pesquisa se concentra em duas frentes: formação inicial e continuada de professores e nos processos de ensino-aprendizagem. Em ambas, tenho especial interesse nas metodologias ativas, estudando como o Ensino por Investigação pode auxiliar alunos, enquanto método de aprendizagem e professores, enquanto método de ensino, nos processos educativos; e na interface Psicanálise e Educação, utilizando-a como referencial teórico, analisando as relações e os impasses entre os sujeitos. Além dessas duas possibilidades, tenho interesse em pesquisar o estágio supervisionado, na tentativa de  entender o gap entre a formação teórica e a prática do futuro professor.

E.mail: micheleueno@fisica.ufmg.br

Prof. Myriano Henriques de Oliveira Júnior

Vaga: 01 vaga para mestrado ou doutorado.

Projetos:

Heteroestruturas horizontais de dicalcogenetos de metais de transição (TMDs) são formadas pela junção lateral de diferentes TMDs, e oferecem propriedades eletrônicas e ópticas únicas, decorrentes da combinação de materiais bidimensionais com diferentes band gaps e simetrias cristalinas. A síntese dessas heteroestruturas exige um controle preciso sobre os processos de nucleação e crescimento dos TMDs. Dentre as técnicas de produção utilizadas, a deposição química em fase vapor (CVD) tem se mostrado uma ferramenta poderosa para a síntese de heteroestruturas de TMD’s, permitindo a engenharia de interfaces com precisão. No presente projeto objetivamos o desenvolvimento de heteroestruturas horizontais de diferentes TMD’s para o estudo de propriedades ópticas e eletrônicas.

E.mail: myriano@fisica.ufmg.br

 

Prof. Pedro Henrique Morais Andrade

Vagas:

Mestrado: 1 estudante

Projetos:

Subárea: Física da Matéria Condensada 

Caracterização Avançada de Interfaces Heterogêneas em Materiais Híbridos Porosos: Correlações entre Transferência de Energia e Fotorredução de CO2

Com o agravamento das mudanças climáticas e a urgência em mitigar as emissões de gases de efeito estufa, a pesquisa em materiais voltados à captura e conversão do dióxido de carbono (CO₂) tornou-se um tema central nas últimas décadas. Entre as abordagens mais promissoras, destacam-se as Redes Metalorgânicas (MOFs) e os Poliedros Metalorgânicos (MOPs), graças à sua elevada área superficial, porosidade ajustável e ampla possibilidade de funcionalização química. Essas propriedades permitem a modulação de características optoeletrônicas, viabilizando a formação de complexos de transferência de energia nas interfaces heterogêneas gás–MOF/MOP. Nosso projeto integra técnicas de crescimento de cristais de MOFs/MOPs, modificação estrutural, caracterização avançada (DRX, BET, FTIR, Raman, UV-Vis, EPR, RMN, MEV/TEM, EDS, XPS, TGA) e modelagem molecular. O foco principal é o desenvolvimento racional de materiais com alta seletividade e capacidade de adsorção e conversão de CO₂ sob condições realistas, como pressão atmosférica e presença de umidade. Entre as estratégias utilizadas, destacam-se a incorporação de grupos amina nos ligantes orgânicos, o uso de íons metálicos específicos e modificações estruturais pós-síntese. Atualmente, empregamos simulações baseadas na Teoria do Funcional da Densidade (DFT) para triagem computacional de estruturas promissoras, seguidas por síntese solvotérmica e testes experimentais de sorção de gases, utilizando isotermas de adsorção.
Nosso objetivo final é desenvolver materiais com desempenho competitivo, capazes de integrar sistemas de separação de gases e conversão de CO₂ em produtos de valor industrial, como CO e HCOOH. Estamos buscando um(a) aluno(a) de mestrado com interesse em materiais funcionais, técnicas laboratoriais e/ou computacionais, além de caracterização de materiais. O projeto pode ser iniciado imediatamente. Interessados devem enviar um e-mail para mapedroh@gmail.com, incluindo uma breve carta de motivação explicando seu interesse em participar do projeto.

E.mail: mapedroh@gmail.com

 

Prof. Walber Hugo de Brito

Vagas:

Mestrado: 1 estudante

Doutorado: 1 estudante

Projetos:

Sistemas em que a energia de interação entre os elétrons é da ordem ou até mesmo superior à sua energia cinética são comumente denominados de sistemas fortemente correlacionados.

Em materiais com essas características os elétrons podem dar origem a propriedades emergentes como supercondutividade não convencional, magnetoresistência ou termoeletricidade colossal; ou até mesmo a transições metal-isolante, sendo as últimas resultado da hesitação dos elétrons entre um comportamento delocalizado ou localizado na rede cristalina.

Em geral essas propriedades são encontradas em materiais que possuem em sua composição elementos químicos com camadas d ou f semi-preenchidas, como por exemplo, em óxidos de metais de transição, compostos intermetálicos, lantanídeos e actinídeos.

Nessa temática,  o(a) estudante empregará a combinação da DFT (Density Functional Theory) com a DMFT (Dynamical Mean Field Theory),i.e. DFT+DMFT, para o estudo teórico das propriedades emergentes de materiais fortemente correlacionados. Tais estudos poderão contar com a colaboração de grupos experimentais nacionais ou internacionais.

E.mail: walber@fisica.ufmg.br