Relatório de produção acadêmica da Universidade Federal de São Carlos (UFSCar)
Departamento de Física (DF)

• Total de projetos de pesquisa (8)
  
  1. 2020-Atual. INFORMACAO QUANTICA E CONTROLE OTIMO EM SISTEMAS NANOSCOPICOS
     Descrição: Apesar do interesse na área de computação quântica ser relativamente recente, essa área possui grande potencial para impulsionar um avanço tecnológico sem precedentes na história. O presente projeto de pesquisa caminha nessa direção, visando criar e ampliar o estudo teórico de plataformas semicondutoras para computação quântica, as quais possuem a possibilidade de escalabilidade. A fim de alcançar esse objetivo, primeiramente pretende-se estudar e determinar a estrutura de níveis de diversos arranjos de pontos quânticos contendo poucos elétrons. Essa parte do estudo se refere à caracterização de vários tipos de qubits em pontos quânticos, os quais tem sido propostos usando diferentes arranjos. Posteriormente, pretendese aplicar a teoria quântica de controle ótimo para realizar a preparação, controle e medição desses qubits em nanoestruturas semicondutoras. A ideia básica do controle quântico está na determinação da forma de campos externos capazes de guiar a dinâmica do sistema de forma controlada em uma escala de tempo rápida o suficiente para a realização de um protocolo desejado. Além disso, pode-se encontrar os campos otimizados que podem manipular os estados de sistemas quânticos fechados ou abertos. Por fim, a área de proteção da coerência dos qubits utilizando uma nova abordagem da teoria de controle ótimo será explorada.. Situação: Em andamento; Natureza: Pesquisa. Integrantes: Leonardo Kleber Castelano - Coordenador. Financiador(es): Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico - Bolsa.
     Membro: Leonardo Kleber Castelano.
  2. 2020-Atual. CONTROLE OTIMO E INFORMACAO QUANTICA EM NANOESTRUTURAS SEMICONDUTORAS
     Descrição: Apesar do interesse na área de computação quântica ser relativamente recente, essa área possui grande potencial para impulsionar um avanço tecnológico sem precedentes na história. O presente projeto de pesquisa caminha nessa direção, visando criar e ampliar o estudo teórico de plataformas semicondutoras para computação quântica, as quais possuem a possibilidade de escalabilidade. A fim de alcançar esse objetivo, primeiramente pretende-se estudar e determinar a estrutura de níveis de diversos arranjos de pontos quânticos contendo poucos elétrons. Essa parte do estudo se refere à caracterização de vários tipos de qubits em pontos quânticos, os quais tem sido propostos usando diferentes arranjos. Posteriormente, pretende-se aplicar a teoria quântica de controle ótimo para realizar a preparação, controle e medição desses qubits em nanoestruturas semicondutoras. A ideia básica do controle quântico está na determinação da forma de campos externos capazes de guiar a dinâmica do sistema de forma controlada em uma escala de tempo rápida o suficiente para a realização de um protocolo desejado. Além disso, pode-se encontrar os campos otimizados que podem manipular os estados de sistemas quânticos fechados ou abertos. Por fim, a área de proteção da coerência dos qubits utilizando uma nova abordagem da teoria de controle ótimo será explorada.. Situação: Em andamento; Natureza: Pesquisa. Alunos envolvidos: Mestrado acadêmico: (1) Doutorado: (2) . Integrantes: Leonardo Kleber Castelano - Coordenador / FANCHINI, F.'F. - Integrante. Financiador(es): Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo - Auxílio financeiro / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de SP - Auxílio financeiro.
     Membro: Leonardo Kleber Castelano.
  3. 2017-Atual. Instituto Nacional de Ciencia e Tecnologia de Informacao Quantica - INCT-IQ
     Descrição: Projeto do CNPq que envolve vários pesquisadores de diversas instituições do Brasil Coordenação Geral: Profa. Dra . Belita Koiller - Instituto de Física/UFRJ, Rio de Janeiro, RJ... Situação: Em andamento; Natureza: Pesquisa. Alunos envolvidos: Mestrado acadêmico: (1) Doutorado: (3) . Integrantes: Leonardo Kleber Castelano - Integrante / FANCHINI, F. F. - Integrante / Belita Koiler - Coordenador. Financiador(es): Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico - Auxílio financeiro.
     Membro: Leonardo Kleber Castelano.
     Descrição: Projeto do CNPq que envolve vários pesquisadores de diversas instituições do Brasil Coordenação Geral: Profa. Dra . Belita Koiller - Instituto de Física/UFRJ, Rio de Janeiro, RJ.. Situação: Em andamento; Natureza: Pesquisa. Integrantes: Celso Jorge Villas-Bôas - Integrante / Amir Ordacgi Caldeira - Integrante / Belita Koiller - Coordenador. Financiador(es): (CNPq) Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico - Auxílio financeiro.
     Membro: Celso Jorge Villas-Boas.
  4. 2015-2018. CARACTERIZACAO, MANIPULACAO E APLICACAO DAS PROPRIEDADES QUANTICAS DE NANOESTRUTURAS
     Descrição: A presente proposta tem como objetivo o desenvolvimento de aplicações da propriedades quânticas de nanoestruturas semicondutoras, particularmente voltadas à obtenção de novos protocolos para implementação da computação quântica nesses sistemas. A fim de alcançar esse objetivo, primeiramente é fundamental realizar a caracterização do sistema, ou seja, determinar a estrutura eletrônica do sistema e suas propriedades quânticas. Uma vez feita a caracterização do sistema, é possível aplicar a teoria quântica de controle ótimo para realizar a manipulação dos estados quânticos. A ideia básica do controle quântico está na determinação de campos externos mais apropriados, capazes de guiar a dinâmica do sistema da forma desejada. Desse modo, podemos encontrar os campos otimizados que podem manipular os estados quânticos de distintos sistemas de maneira controlada. Os campos otimizados, além de manipular os estados quânticos, são capazes de implementar uma porta lógica quântica, como também realizar a proteção dos estados quânticos contra fontes de ruído.. Situação: Concluído; Natureza: Pesquisa. Alunos envolvidos: Mestrado acadêmico: (1) Doutorado: (2) . Integrantes: Leonardo Kleber Castelano - Coordenador / FANCHINI, F. F. - Integrante / DEGANI, MARCOS H. - Integrante / MAIALLE, MARCELO Z. - Integrante. Financiador(es): Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico - Bolsa.
     Membro: Leonardo Kleber Castelano.
  5. 2015-Atual. Caracterizacao e processamento de nanoestruturas semicondutoras e aplicacoes como dispositivos
     Descrição: Este projeto tem como principal objetivo consolidar a nucleação e a liderança de um grupo de pesquisadores nacionais e internacionais numa área científica e tecnológica chave por meio da pesquisa colaborativa entre as expertises dos membros. Deve tornar mais robusta uma colaboração preexistente entre pesquisadores experimentais e teóricos através dos estudos de fenômenos relacionados aos efeitos de interfaces e confinamento, além de spin, produzidos durante o crescimento epitaxial de nanoestruturas semicondutoras: heteroestruturas, pontos e anéis quânticos e nanofios. Tais efeitos respondem pelas propriedades: ópticas, de transporte, magnéticas e piezoelétricas destes sistemas e, assim, formam os alicerces para as suas aplicações como dispositivos opto-eletrônicos e spintrônicos. De seus conhecimentos e controle resultam elementos estratégicos que pautam a evolução de perspectivas tecnológicas do desenho, síntese, processamento (dopagem, litografia, contactos elétricos, etc) e aplicação destas nanoestruturas. O projeto se baseia em cinco pilares inter-relacionados e complementares: (i) o desenho, crescimento e processamento de sistemas nanoestruturados contendo janelas ópticas e contactos elétricos; (ii) suas caracterizações estruturais; (iii) caracterização experimental das propriedades ópticas, magnéticas e de transporte; (iv) simulações teóricas, por meio de dinâmica molecular, das propriedades estruturais e dinâmicas temporais e dos efeitos quânticos associados aos elementos fornecidos via dinâmica molecular. Os problemas práticos colocados trazem à tona questões básicas a serem estudadas, compreendidas e, possivelmente, exploradas como dispositivos. Nelas intervêm efeitos de diferentes naturezas cujos tratamentos via técnicas experimentais refinadas, assim como abordagens teóricas, abrangem várias áreas da Física. Os temas gerais envolvem abordagens teóricas e experimentais complementares, como: 1)-Controle das propriedades de spin para estados eletrônicos mediante a engenharia da estrutura eletrônica em dispositivos 0D e 1D e 2D onde processos de tunelamento possam ser manipulados por configurações de campos externos. Compreensão dos efeitos detectados nas emissões de luz polarizada e associados com a dinâmica de spins de portadores nestas heteroestruturas. 2)-Elucidação propriedades estruturais, efeitos de tensão (strain-stress) e modulações do transporte de portadores (elétrons e buracos) e da resposta óptica através de fios e pontos quânticos e sistemas heteroestruturados 1D.3)-Estudo e exploração dos efeitos da interação spin-órbita nas propriedades de sistemas nanoestruturados: efeitos de hibridização dos estados de spin na anisotropia e na modulação da resposta óptica e manipulação de propriedades dependentes do spin eletrônico.4)-Compreensão e caracterização do nanomagnetismo e do diamagnetismo anômalos detectáveis nas emissões de fotoluminescência em pontos quânticos com simetrias cilíndrica e anelar, em amostras com acoplamento (empilhamento) vertical e/ou alinhamento lateral.5)-Estudo e exploração de fenômenos relacionados à interação de portadores com modos vibracionais (fônons) de sistemas confinados e suas contribuições nos processos de relaxação.6)-Estudo e exploração da dinâmica de portadores dependente do tempo em estruturas semicondutoras com campos elétrico e magnético aplicados em diferentes configurações. 7-Elucidar formas de controle para os processos de crescimento e de dopagens nas diferentes amostras. Redesenhar, crescer e processar amostras com diferentes condições (temperatura de crescimento, adição de íons, orientação do substrato, etc), visando melhorar um funcionamento ou a eficiência em aplicação específica para um tipo de dispositivo que estamos realizando. (AU). Situação: Em andamento; Natureza: Pesquisa. Alunos envolvidos: Mestrado acadêmico: (3) Doutorado: (4) . Integrantes: Leonardo Kleber Castelano - Integrante / Rino - Integrante / MARQUES, G. E. - Coordenador / Adenilson José Chiquito - Integrante / LOPEZ-RICHARD, V - Integrante / Marcio Daldin Teodoro - Integrante / Euclydes Marega Junior - Integrante / Iouri Poussep - Integrante / Waldir Avansi Junior - Integrante. Financiador(es): Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo - Auxílio financeiro.
     Membro: Leonardo Kleber Castelano.
     Descrição: Pesquisa Básica com objetivo principal de avançar o conhecimento fundamental, mas com potencial definido de aplicação de seus resultados nos setores público e privado.. Situação: Em andamento; Natureza: Pesquisa. Alunos envolvidos: Mestrado acadêmico: (4) Doutorado: (7) . Integrantes: Gilmar Eugenio Marques - Coordenador / Lopez-Richard, V. - Integrante / Leonardo Kleber Castelano - Integrante / TEODORO, MARCIO DALDIN - Integrante. Financiador(es): Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo - Auxílio financeiro.
     Membro: Gilmar Eugenio Marques.
     Descrição: Este projeto tem como principal objetivo consolidar a nucleação e a liderança de um grupo de pesquisadores nacionais e internacionais numa área científica e tecnológica chave por meio da pesquisa colaborativa entre as expertises dos membros. Deve tornar mais robusta uma colaboração preexistente entre pesquisadores experimentais e teóricos através dos estudos de fenômenos relacionados aos efeitos de interfaces e confinamento, além de spin, produzidos durante o crescimento epitaxial de nanoestruturas semicondutoras: heteroestruturas, pontos e anéis quânticos e nanofios. Tais efeitos respondem pelas propriedades: ópticas, de transporte, magnéticas e piezoelétricas destes sistemas e, assim, formam os alicerces para as suas aplicações como dispositivos opto-eletrônicos e spintrônicos. De seus conhecimentos e controle resultam elementos estratégicos que pautam a evolução de perspectivas tecnológicas do desenho, síntese, processamento (dopagem, litografia, contactos elétricos, etc) e aplicação destas nanoestruturas. O projeto se baseia em cinco pilares inter-relacionados e complementares: (i) o desenho, crescimento e processamento de sistemas nanoestruturados contendo janelas ópticas e contactos elétricos; (ii) suas caracterizações estruturais; (iii) caracterização experimental das propriedades ópticas, magnéticas e de transporte; (iv) simulações teóricas, por meio de dinâmica molecular, das propriedades estruturais e dinâmicas temporais e dos efeitos quânticos associados aos elementos fornecidos via dinâmica molecular. Os problemas práticos colocados, trazem à tona questões básicas a serem estudadas, compreendidas e, possivelmente, exploradas como dispositivos. Nelas intervêm efeitos de diferentes naturezas cujos tratamentos via técnicas experimentais refinadas, assim como abordagens teóricas, abrangem várias áreas da Física.Os temas gerais envolvem abordagens teóricas e experimentais complementares, como: 1)-Controle das propriedades de spin para estados eletrônicos mediante a engenharia da estrutura eletrônica em dispositivos 0D e 1D e 2D onde processos de tunelamento possam ser manipulados por configurações de campos externos. Compreensão dos efeitos detectados nas emissões de luz polarizada e associados com a dinâmica de spins de portadores nestas heteroestruturas. 2)-Elucidação propriedades estruturais, efeitos de tensão (strain-stress) e modulações do transporte de portadores (elétrons e buracos) e da resposta óptica através de fios e pontos quânticos e sistemas heteroestruturados 1D. 3)-Estudo e exploração dos efeitos da interação spin-órbita nas propriedades de sistemas nanoestruturados: efeitos de hibridização dos estados de spin na anisotropia e na modulação da resposta óptica e manipulação de propriedades dependentes do spin eletrônico. 4)-Compreensão e caracterização do nanomagnetismo e do diamagnetismo anômalos detectáveis nas emissões de fotoluminescência em pontos quânticos com simetrias cilíndrica e anelar, em amostras com acoplamento (empilhamento) vertical e/ou alinhamento lateral. 5)-Estudo e exploração de fenômenos relacionados à interação de portadores com modos vibracionais (fônons) de sistemas confinados e suas contribuições nos processos de relaxação. 6)-Estudo e exploração da dinâmica de portadores dependente do tempo em estruturas semicondutoras com campos elétrico e magnético aplicados em diferentes configurações. 7-Elucidar formas de controle para os processos de crescimento e de dopagens nas diferentes amostras. Redesenhar, crescer e processar amostras com diferentes condições (temperatura de crescimento, adição de íons, orientação do substrato, etc), visando melhorar um funcionamento ou a eficiência em aplicação específica para um tipo de dispositivo que estamos realizando.. Situação: Em andamento; Natureza: Pesquisa. Integrantes: Adenilson José Chiquito - Integrante / Gilmar Eugênio Marques - Coordenador.
     Membro: Adenilson Jose Chiquito.
  6. 2013-2017. NETWORK FOR NANO-OPTICS AND NANO-ELECTRONIC
     Descrição: We propose a systematic study of the physical properties of novel low-dimensional electro-optical semiconductor nanostructures operating at the quantum level. The combination of both, a strong experimental and theoretical expertise by the project partners, offers the possibility for a roadmap strategy starting from basic fundamental properties of quantum transport phenomena of these structures towards the realization and applications of nano-scaled devices. The project relays on the strong collaboration between experimental growth, electro-optical spectroscopy and theoretical groups with an expertise on the fabrication and modeling of low dimensional structures and devices. The project aims at consolidating the nucleation and leadership in this key scientific and technology area through collaborative research. For that purpose two main devices will be investigated. The theoretical and experimental endeavors include the study of electro-optical transport phenomena of resonant tunneling devices (RTDs) as light sensitive photo-detectors and light emitting diodes as well as low dimensional ballistic electron waveguides integrated with site-controlled quantum dots (QDs) as state dependent information transmission and storage devices.. Situação: Concluído; Natureza: Pesquisa. Alunos envolvidos: Doutorado: (2) . Integrantes: Leonardo Kleber Castelano - Integrante / Victor Lopez Richard - Coordenador / WORSCHECH, LUKAS - Integrante. Financiador(es): Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo - Auxílio financeiro.
     Membro: Leonardo Kleber Castelano.
  7. 2013-2015. Propriedades de transporte e computacao quantica em nanoestruturas
     Descrição: Este projeto visa o estudo sistemático das propriedades de transporte em nanoestruturas, como também a potencial aplicabilidade destas nanoestruturas como elementos para a computação quântica. Deste modo, nós pretendemos analisar o problema de transporte em pontos quânticos considerando a interação elétron-elétron entre o elétron incidente e os elétrons confinados. Além disso, queremos estudar o transporte dependente de spin em fios quânticos e o efeito spin-transfer torque. Por fim, queremos analisar a dinâmica das correlações quânticas, fundamentais para a implementação da computação quântica, em pontos quânticos e vacâncias de nitrogênio em diamante.. Situação: Concluído; Natureza: Pesquisa. Integrantes: Leonardo Kleber Castelano - Coordenador. Financiador(es): Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo - Auxílio financeiro.
     Membro: Leonardo Kleber Castelano.
  8. 2013-2015. Estudo da dinamica quantica em sistemas nanoscopicos
     Descrição: Este projeto visa o estudo sistemático das propriedades de transporte em nanoestruturas, como também a potencial aplicabilidade destas nanoestruturas como elementos para a computação quântica. Deste modo, nós pretendemos analisar o problema de transporte em pontos quânticos considerando a interação elétron-elétron entre o elétron incidente e os elétrons confinados. Além disso, queremos estudar o transporte dependente de spin em fios quânticos e o efeito spin-transfer torque. Por fim, queremos analisar a dinâmica das correlações quânticas, fundamentais para a implementação da computação quântica, em pontos quânticos e vacâncias de nitrogênio em diamante.. Situação: Concluído; Natureza: Pesquisa. Alunos envolvidos: Mestrado acadêmico: (1) Doutorado: (1) . Integrantes: Leonardo Kleber Castelano - Coordenador. Financiador(es): Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico - Bolsa.
     Membro: Leonardo Kleber Castelano.
  
  

Prêmios e títulos