Novo Max Planck Partner Group será liderado por jovem pesquisador apoiado pela FAPESP

O físico Ricardo Donizeth dos Reis vai dirigir, com apoio da FAPESP, um novo Max Planck Partner Group no Centro Nacional de Pesquisa em Energia e Materiais (CNPEM).

O grupo de parceria desenvolverá pesquisas no acelerador de elétrons Sirius, do Laboratório Nacional de Luz Síncrotron (LNLS), em Campinas, e no Max Planck Institute for Chemical Physics of Solids, em Dresden, na Alemanha. O objetivo é estudar o comportamento de materiais que apresentam propriedades de transporte importantes em condições extremas de temperatura, campo magnético e pressão.

“Os materiais serão estudados em temperaturas próximas do zero absoluto, da ordem de centenas de milikelvins, em altos campos magnéticos, da ordem de dezenas de teslas, e em altas pressões, da ordem de milhões de atmosferas. Queremos investigar como os materiais se comportam nessas condições”, disse Reis à Agência FAPESP.

Segundo Reis, o estudo será realizado na nova linha de luz EMA (Extreme Methods of Analysis) do Sirius, no LNLS. Parte do trabalho será destinada a acoplar condições extremas ao equipamento básico já existente. Os materiais em foco são chamados de “topológicos” por terem propriedades fortemente protegidas pela configuração eletrônica de seus átomos. “É preciso aportar muita energia para que esses materiais mudem de estado. Por isso, são muito interessantes para a construção de dispositivos robustos, capazes de resistir a várias situações”, afirmou Reis.

Reis vem estudando há um ano alguns desses materiais topológicos. “São excelentes condutores e apresentam uma resposta muito forte ao campo magnético. Esta é uma propriedade de interesse para a gravação magnética. Uma possível aplicação tecnológica seria construir novos dispositivos para armazenamento de memória”, disse.

“Agora, estamos preparando a instrumentação para, no próximo ano, poder estudar materiais topológicos mais a fundo, usando o Sirius”, acrescentou.

Em fase final de instalação, o Sirius será a maior e mais complexa infraestrutura científica já construída no país e uma das primeiras fontes de luz síncrotron de 4ª geração do mundo. Foi projetado para ter o maior brilho dentre todos os equipamentos na sua classe de energia. Revelando a estrutura molecular, atômica e eletrônica dos mais diversos materiais, permite pesquisas em praticamente qualquer área do conhecimento.

“No nosso caso, o equipamento nos permitirá conhecer muito bem a estrutura cristalina dos materiais de interesse e saber como os elétrons se distribuem nessa estrutura. Para isso, usamos a técnica de espectroscopia de absorção de raios X para investigar a distribuição dos elétrons e a técnica de difração de raios X para saber como os átomos estão organizados. O sincrotron é nossa ferramenta para estudar tanto o comportamento estrutural quanto o eletrônico desses materiais”, disse Reis.

Entender esses comportamentos é fundamental para poder controlar os efeitos que ocorrem nesses materiais e dar a eles uma condição de aplicabilidade tecnológica. Ao longo dos próximos cinco anos, o Sirius será a única linha de luz síncrotron do mundo capaz de fazer essas detecções em condições extremas de temperatura, pressão e campo magnético. Foi isso que motivou o grande interesse do instituto Max Planck em estabelecer a parceria.

“O instituto Max Planck tem a capacidade de medir propriedades de transporte, medir resistências de materiais com muita sensibilidade. São eles também que sintetizam os materiais topológicos que estudamos. A parceria permitirá que estudantes da Alemanha venham para cá e usem a estrutura do Sirius e que estudantes do Brasil viajem para a Alemanha e usem a estrutura que existe lá. O instituto Max Planck deverá aportar para o grupo € 20 mil por ano durante três anos, renováveis por mais dois”, disse Reis.