INTRODUÇÃO:
O Grupo de Correlação Angular do Centro Brasileiro de Pesquisas Físicas
(GCA/CBPF) vem realizando trabalhos de pesquisa em Física da Matéria
Condensada (FMC) através de estudos de Interações Hiperfinas (IH), que é
como são denominadas as interações entre os "momentos" nucleares,
de dipolo magnético e de quadrupolo elétrico, com os campos eletromagnéticos
originários nas cargas extranucleares. A técnica utilizada nos experimentos é
a correlação angular tempo-diferencial (CATD), espectroscopia nuclear que
permite registrar a evolução temporal, e/ou a perturbação desta evolução,
da Anisotropia de uma cascata de decaimento nuclear de um isótopo-sonda
adequado introduzido, química e/ou metalurgicamente, no material que se
pretende analisar. Os experimentos CATD permitem determinar gradientes de campo
elétrico (GCE), campos magnéticos hiperfinos (CMH), simetrias localizadas,
transições de fase estruturais. Atualmente esta espectroscopia vem sendo
estendida para estudos de IH em superfícies, interfaces, filmes finos,
catálise. A CATD é uma espectroscopia de caráter localizado que permite
evidenciar a fenomenologia microscópica (atômica) subjacente às propriedades
macroscópicas dos sistemas físicos.
I. PARTICIPANTES
Henrique Saitovitch - físico
Paulo R.J. Silva - físico
José T.P.D. Cavalcante - engenheiro
Cleber Henrique Silva de Souza - estudante (iniciação científica)
II. LINHAS DE PESQUISA E
DESENVOLVIMENTO
O GCA/CBPF vem desenvolvendo trabalhos de pesquisa em:
sistemas metálicos amorfizados - a partir do HfFe2, amorfizado com diferentes
tempos de moagem mecânica tem sido constatadas, ao lado da desorganização
cristalina, segregações de estruturas magnéticas; em temperaturas acima de
300C os espectros CATD apresentam um padrão de relaxação, denotando os
defeitos existentes nas estruturas amorfizadas.
sistemas catalisadores - nestes sistemas, do tipo Pt-In/Al2O3, uma vez que um de
seus componentes pode ser representado pelo próprio isótopo-sonda (111In), foi
possivel acompanhar o desempenho do catalisador durante a ação catalítica
(fracionamento do heptano), em amplo intervalo de temperatura.
magnetismo/supercondutividade - nesta familia de terras raras (TR=
Gd,Ho,Y,Er,Yb), como um resultado de sua estrutura magnética peculiar em
camadas ferro e/ou antiferromagnéticas, ocorre uma "coexistência"
entre supercondutividade e magnetismo, sempre que exista uma combinação
favorável que anula o momento magnético nos sitios do Ni. Quando do composto
com Ho, inclusive, ocorre o que se conhece por "magnetismo
reentrante", ou seja, um regime magnético entre dois limites
supercondutores. Em uma série de experimentos, foi medido o CMH no sítio em
questão.
compostos intermetálicos - a variação dos GCE com a temperatura em metais
decresce, geralmente, com uma variação da temperatura em T-3/2. Este
comportamento encontra uma explicação convincente a partir da contribuição
dos elétrons de condução, levando em conta efeitos eletron-fonon que atuam no
potencial da rede cristalina. Contudo, este tipo de informação para sistemas
intermetálicos ainda é escasso. Durante a última década alguns compostos
intermetálicos foram investigados, sendo encontrada uma variação linear
decrescente de GCE com a temperatura. Resultados de experimentos que realizamos
em compostos intermetálicos do tipo Zr2Fe e Zr2Co constataram a variação
linear do GCE com a temperatura, sugerindo um mecanismo baseado em vibrações
da rede cristalina para explicar este comportamento.
cálculos de GCE - tomando como base os nossos resultados para os GCE medidos
para os sistemas intermetálicos, foram realizados cálculos de GCE utilizando o
formalismo de orbital linear "muffin tin", na aproximação de esfera
atômica: foi constatada a inexistência de correlação entre densidade de
estados ao "nível de Fermi" com os valores de GCE, sendo mais
decisiva a contribuição das formas esquemáticas que assumem as densidades de
estados lineares.
instrumentação - vários tipos de equipamentos vem sendo projetados e
construídos, p.ex., divisores de voltagem, pré-amplificadores,
discriminadores. Mais recentemente, foi projetado e construido pelo GCA/CBPF um
"encaminhador" múltiplo para registro de doze conjuntos de
coincidências: oito dos conjuntos correspondentes a ângulos de 90° entre os
detectores 1-2, 2-3, 3-4, 4-1, 2-1, 3-2, 4-3, 1-4; e quatro dos conjuntos
relativos a combinação em 180° dos detectores 1-3, 2-4, 3-1, 4-2. Para esta
nova configuração, bem mais ampliada que aquela que vinha sendo utilizada,
tornou-se necessário implementar novos estágios instrumentais bem como
projetar e construir um circuito eletrônico destinado a processar as
coincidências eletrônicas; vale ressaltar que para viabilizar esta
configuração foi necessário introduzir um novo estágio de coincidências
lento-rápidas que requereu, para os pulsos rápidos, etapas de retardo aqui
representadas por 2.500m de cabo coaxial de 50W. Por sua vez, o registro das
coincidências passou a ser efetivado através de placa multiprocessadora de
micro-computador.
Futuros
Projetos
cerâmicas
- recentemente foram levados em conta evidências estruturais e dielétricas
para mostrar que as misturas do tipo Sr1-xCaxTiO3 (SCT) apresentam transições
de fase antiferroelétricas (AFE) no intervalo de composição 0,18 £ x £
0,40. A estabilização destas fases estaria ligada com transições
antiferrodistorsivas presentes nas instabilidades que precedem as transições
AFE. É nosso propósito preparar estas misturas a partir da introdução de
HfO2 para que este, em substituindo uma fração dos Ti, permita a realização
dos experimentos CATD para avaliar como os caracteres AFE e FE influem nos GCE
presentes nas diferentes composições.
implantação - a implantação iônica tem sido utilizada para alterar
as propriedades físicas e químicas de metais e ligas metálicas. Mas pode
também servir para implantar isótopos-sonda que sirvam para estudos de
interações localizadas a nível atômico. Neste sentido, o LCA/CBPF iniciou um
programa de colaboração com o Lab. de Hidrogênio/COPPE/UFRJ e ISKP/Bonn para
o estudo metalúrgico de aços, com e sem nitretação, a partir da
implantação de 181Ta nesta estruturas. Resultados preliminares já foram
obtidos com várias amostras implantadas e experimentos em diferentes
temperaturas.
isótopos-sonda - a espectroscopia CATD exige para os experimentos a
introdução de isótopo-sonda na rede cristalina do sistema físico em estudo.
Atualmente, os isótopos-sonda mais utilizados são o 111Cd/111In e o
181Ta/181Hf . A partir da construção realizada pelo GCA de um sistema
instrumental com encaminhamento simultâneo de doze conjuntos de coincidências,
torna-se mais viável a utilização de outros isótopos-sonda. Dai os testes
que o GCA vem realizando uma série de testes para a implementação dos
isótopos-sonda 99Tc/99Mo e 139Ce/140La, para daí ampliar as possibilidades
para o estudo de novos grupos de sistemas físicos.
III.
PRODUÇÃO CIENTÍFICA,TECNOLÓGICA, DIVULGAÇÃO
Publicações
"Hyperfine Interactions at 181Ta in Hf2Ni7 and Zr2Ni7" - M. Marszalek,
H. Saitovitch, P.R.J. Silva; Z. Naturforschung 55a(2000)49
"Magnetic
Properties of (Zn,Cd,Cu)Co-Fe-Ti Spinel Oxides" - T. Moyo, B. Giordanengo,
M.A.C. de Melo, A.Y. Takeuchi, P.R.J. Silva, E.M.B. Saitovitch, H. Saitovitch;
Hyperfine Interactions 120/121(1999)285
"Mössbauer
Study and Structures of the Mechanically Milled Fe2Hf Laves Compounds"-
S.K. Xia, H. Saitovitch, E.B. Saitovitch, F.C.R. Assunção; Hyperfine
Interactions (C)3(1998)297
"Chemical
Order and Structure of the Mechanically Milled Fe2Hf Laves Phase" - S.K.
Xia, H. Saitovitch, P.R.J. Silva, J.A. Gomez, F.C.R. Assunção, E.B.
Saitovitch; J. Phys.: Condens. Matter 10(1998)3457
"Study
of the Electric Field Gradient Trends in Zr2T (T=Fe,Co,Ni) Intermetallic
Compounds" - H.M. Petrilli, M. Marszalek, H. Saitovitch; Z. Naturforsch.
51a(1996)537
"Electric
field gradient and its temperature variation at a Ta probe in Zr2Fe and Zr2Co
intermetallic compounds" - M. Marszalek, H. Saitovitch, P.R.J. Silva, A.Z.
Hrynkiewicz; J. of Alloys and Compounds 219(1995)124
"Perturbed
angular correlation measurements at Ta probes in Hf2Pd and Zr2Pd tetragonal
MoSi2-type phases" - B. Wodniecka, M. Marszalek, P. Wodniecki, P.R.J.
Silva, H. Saitovitch; J. of Alloys and Compounds 219(1995)132
"Cem
Anos de Descoberta dos Raios-X: Caracterização Estrutural de Sólidos"-
H. Saitovitch; Revista Brasileira de Ensino de Física 17/3(1995)203
Contribuições
em Conferências Internacionais
"Hyperfine Interactions on Pt-In/Al2O3 Catalysts" - F.B. Passos.
P.R.J. Silva, H. Saitovitch; XII Int. Congress of Catalysis; Granada/Espanha,
julho/2000
"Hyperfine
Interactions at 181Ta in A2B7 Compounds" - M. Marszalek, P.R.J. Silva, H.
Saitovitch; XVII Conf. on Nuclear Quadrupole Interaction; Leipzig/RFA,
julho/1999
"Magnetic
Properties of Tm-Co-Fe-Ti spinel oxides" - B. Giordanengo, M.A.C. de Melo,
A.Y. Takeuchi, P.R.J. Silva, H. Saitovitch, E.M.B. Saitovitch, T. Moyo; 41th
Annual Conf. on MMM; Atlanta/USA, novembro/1996
"Electric
field gradient at the nucleus in intermetallic compounds" - H.M. Petrilli,
M. Marszalek, H. Saitovitch;
XIII SLAFES; Gramado/Brasil, novembro/1995
XIII Conf. on NQI; Providence/EUA, agosto/1995
"Relationship
between HI studies and catalytic behavior of bimetallic catalysts" - F.B.
Passos, M. Schmal, P.R.J. Silva, H. Saitovitch; 1st Brazilian/German Workshop on
Applied Surface Science; Mangaratiba/Brasil, abril/1995
Contribuições
em Conferências Nacionais
"Textura cristalográfica evidenciada por espectroscopia nuclear" -
P.R.J. Silva, H. Saitovitch; XVIII ENFMC, Caxambu, MG, junho/1995
"Magnetic
Properties of Tm-Co-Fe-Ti spinel oxides" - B. Giordanengo, M.A.C. de Melo,
T. Moyo, A. Takeuchi, P.R.J. Silva, H. Saitovitch, E.M.B. Saitovitch; XIX ENFMC,
Aguas de Lindoia, SP, setembro/1996
"Moagem
Mecânica do HfFe2: Propriedades Estruturais e Magnéticas" - A.Y.
Takeuchi, E.M.B. Saitovitch, H. Saitovitch , P.R.J. Silva, X. Sike; XX ENFMC,
Caxambu, MG, junho/1997
"Estudos
Mössbauer de Compostos Fases de Laves Fe2Hf e Fe2Zr Processados
Mecanicamente"- S.K. Xia, H. Saitovitch, E.B. Saitovitch; X Encontro
Jacques Danon; Fortaleza, Ce, maio/1997
"Interações
Hiperfinas em Sistemas Pt-In/Al2O3 - F.B. Passos, P.R.J. Silva, H. Saitovitch; X
Congresso Brasileiro de Catálise, Salvador, Ba, setembro/1999
Contribuições
em Simpósios
"Bimetallic Pt-In Catalysts: Hyperfine/Chemical Characterizations" -
F.B. Passos, H. Saitovitch; Proceedings of the Int. Workshop
"25thAnniversary of Hyperfine Interactions at La Plata", UNLP; La
Plata, Argentina; março/1995
"Física
e Contexto: Conceitos e Linguagem" - H. Saitovitch; Simpósio D.
Bohm/Fundamentos da Física; Inst. Estudos Avançados/USP; São Paulo, Brasil;
setembro/1998
IV. FORMAÇÃO DE RECURSOS
HUMANOS
Bolsistas de Iniciação Científica
"Estudos de Interações Hiperfinas em Catalisadores Bimetálicos";
Ceciliana da Silva Braga de Oliveira, CNPq, 1996-1997
"Estudos
de Interações Hiperfinas"; Cleber Henrique Silva de Souza, CNPq, 1997-
Estudantes de Vocação Científica
Luiz Henrique da Silva Sá - 1998
Rodrigo Ribeiro Alves - 1998
Vitor Antonio Paiva Silva - 1999
Pedro da Silveira Villela - 1999
Leilane Matos - 2001
V. COLABORAÇÕES
IPEN/CNEN,
NUCAT/COPPE/UFRJ, Dept. Física UFSC/SP, Dept. Física USP/SP, Dept. Física
UFRGS/RS, ISKP/Bonn/RFA, LENIH/UNLP/Argentina, IF/Cracóvia/Polonia,
FPG/Leipzig/RFA
Premiação
Uma
contribuição do GCA/CBPF ao 12o Congresso Internacional de Catálise
(Granada/Espanha; julho/2000) valeu a um dos autores o prêmio "Cientista
Jovem" outorgado pela I.A.C.S. (vide abaixo transcrição da cópia da
comunicação do prêmio).
*******************************************************************
From:
EUROCONGRES <eurocongres@eurocongres.es>
To: Fabio B. Passos <teqlrbp@vm.uff.br>
Subject: 12th ICC
Date: Segunda-feira, 10 de Abril de 2000 14:21
Dear
Sir:
On behalf of the I.A.C.S. (International Association of Catalysis Societies), we
have the pleasure to inform you that you have been selected as winner of the
Young Scientists Prize with your contribution entitled:
"Hyperfine
Interactions on Pt-In/Al2O3 Catalysts"
The
prize consists of a diploma and a finantial remuneration equal to the
registration fee of the Congress.
Shortly you will receive a registration confirmation to the 12th ICC by regular
mail.
We
hope this information will be of your convenience.
Sincerely yours,
Marisa Aznar
Technical Secretariat
EUROCONGRES S.A.
Avda. Constitución, 18 Bl. 4 Bajo
18012 Granada (Spain)
Tel: +34-958 20 86 50 / 958 20 93 61
Fax: +34-958 20 94 00
E-mail: eurocongres@eurocongres.es
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