Seminários 2025

11 mar 2026
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    Local: Sala F3-106, prédio da IEF
    Data: 26/11/25 – 13h30
    Título: Pesquisas em Diamante-CVD poli e Mono Cristalino e DLC (Diamond-like Carbon) e a Rota para a Inovação
    Palestrante: Prof. Dr. Vladimir Jesus Trava-Airoldi (INPE)
    Resumo:
    Estudos nas áreas de Diamante-CVD e DLC têm sido de muito interesse na academia e na Indústria devido aos fortes apelos científicos e tecnológicos. Nesta palestra serão mostrados os principais resultados quanto à obtenção destes nobres materiais, tanto no Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais – INPE como na Empresa CVD Vale Diamantes, bem como algumas rotas concretas de suas aplicações até o fechamento do ciclo da inovação, dando o devido destaque para a importância da área Espacial e a sua contribuição para o desenvolvimento de uma nação. Procurar-se-á apresentar, de forma breve e simples, os conceitos básicos de geração de valor e como devem ser feitas escolhas de projetos que possam interagir com a sociedade para contribuir para o alcance de um melhor equilíbrio social. Exemplos concretos de transferência de tecnologia para o setor produtivo, envolvendo tanto o Diamante-CVD em suas formas poli e mono cristalina quanto o DLC, serão apresentados. Empreendedorismo avançado nessas áreas, no Brasil e em alguns outros países, também será discutido.
    Data: 12/11/25 – 13h30
    Título: Assessing device-limiting features in solar cells by correlative electron microscopy
    Palestrante: Prof. Dr. Daniel Abou-Ras (USP-Lorena)
    Daniel Abou-Ras received his doctoral degree in physics by the ETH Zurich and is currently working as group leader for electron microscopy at the Helmholtz Center Berlin, Germany. He is (co)author of about 170 publications in peer-reviewed journals and co-editor of a handbook on advanced characterization techniques for thin-film solar cells. Daniel Abou-Ras is lecturer at Berlin universities and currently guest professor at the Escola de Engenharia de Lorena / USP.
    Resumo:
    Photovoltaic solar cells are among the most important renewable energy technologies, with substantial contribution to the electrical energy production in Brasil. The present seminar talk will give an overview about photovoltaic solar-cell technologies and about limitations of the device performance. More specifically, it will be shown how correlative electron microscopy can be employed in order to assess microscopic origins of these limitations. In particular, the role of grain boundaries in solar cells will be addressed.
    Data: 29/10/25 – 13h30
    Título: From Turbulent fluctuations to coherent structures: gradient pattern analysis and deep learning approaches in complex systems
    Palestrante: Dr. Reinaldo R. Rosa (Coordenadoria de Pesquisa Aplicada e Desenvolvimento Tecnológico INPE-MCTI)
    Resumo:
    This talk presents two ongoing R&D projects that explore the emergence and detection of coherent structures in complex physical systems through the combined use of gradient pattern analysis (GPA) [1] and deep learning techniques [2]. Both projects share a unifying goal: to understand how spatiotemporal fluctuations evolve into coherent structures and how these can be automatically recognized in large-scale simulations. In the first part, we focus on multiplicative cascade simulations based on the p-model (2D+1) [3], which serves as a numerical framework for studying the hierarchical transfer of energy and intermittency in turbulent-like systems. The main goal into Project A is to develop data-driven tools for the automatic detection of anomalies in future tokamak based on smart magnets, where early identification of multiplicative cascade precursors is essential for preventing disruptive events based on quantized-like few states. In the second part, we address Project B based on the simulation of three-dimensional coherent structures in reactive–diffusive systems modeled by the Complex Ginzburg–Landau equation in 3D+1 dimensions [4]. These simulations reveal the spontaneous formation of vortex-like and screw-shaped patterns associated with weak turbulence and spatiotemporal chaos, offering new perspectives for environmental physics and large-scale atmospheric phenomena. By combining GPA-based descriptors with neural-network classification and feature extraction, these projects establish a novel interdisciplinary approach that bridges nonlinear physics, computational modeling, and artificial intelligence, paving the way for predictive modeling and real-time control of complex systems ranging from plasma confinement devices to natural geophysical environments.

    [1] Rosa, R.R. et al., Gradient pattern analysis of Swift–Hohenberg dynamics: phase disorder characterization, Physica A (2000), https://doi.org/10.1016/S0378-4371(00)00144-8

    [2] Barauna, L.O.; Rosa, R.R. et al., Characterizing Colored Noise Time Series Patterns with Deep Learning Models, Fluctuation and Noise Letters (2024), doi:10.1142/S0219477524500536

    [3] Meneveau, C. and Sreenivasan, K.R., Simple Multifractal Cascade Model for Fully Developed Turbulence, Phys. Rev. Lett. 59(13), 1424–1427 (1987), doi:10.1103/PhysRevLett.59.1424

    [4] Sautter, R.A., Rosa, R.R., Alavarce, D.C. et al., Gradient vortex dynamics in 3D-weak turbulence, Sci Rep 15, 33739 (2025), https://doi.org/10.1038/s41598-025-94832-2

    Data: 15/10/25 – 13h30
    Título: Crescimento de ultrananodiamante (UNCD) sobre o Si texturizado com solução de KOH
    Palestrante: Drª. Úrsula Andréia Mengui (ITA)
    Resumo:
    Uma solução bem conhecida para gravação anisotrópica úmida de silício é hidroxido de potássio (KOH) aquoso. Muitos estudos têm sido feitos para entender e controlar a rugosidade das faces de silício (100) que apresentam gravação rápida, bem como a formação de micropirâmides com base retangular ou octogonal. A gravação anisotrópica úmida com produtos químicos é a técnica mais amplamente usada para processamento de silício. Sua combinação com múltiplos outros processos tem uma ampla gama de aplicações em sistemas microeletromecânicos (MEMS), microválvulas, chaves ópticas e canais de alinhamento. O crescimento dos filmes de diamante ultrananocristalino (UNCD) utilizou uma mistura gasosa de Ar/CH4/H2. Esta mistura produz filmes de diamante com tamanho de grão em torno de 3 a 5 nm e pouca ou nenhuma impureza grafítica nas bordas dos grãos. Esses filmes têm grande potencial devido às suas propriedades, como a maior dureza entre os materiais naturais conhecidos. Outra propriedade importante é o menor coeficiente de atrito, muito desejável para aplicações tribológicas. Além disso, apresentam maior área superficial, desejável para aplicações eletroquímicas. O objetivo deste trabalho foi estudar as diferentes morfologias do silício obtidas por texturização química úmida e analisar a morfologia e a estrutura dos filmes de UNCD crescidos sobre o substrato micropiramidal de silício.
    Data: 08/10/25 – 13h30
    Título: Topology and interactions at 1.58 dimensions
    Palestrante: Profª. Drª. Cristiane Morais Smith (Institute for Theoretical Physics, Utrecht University, the Netherlands)
    Resumo:
    We know how topological insulators behave in 1, 2, 3 dimensions, but what happens in between? In this talk, I will first present theoretical and experimental results on the behavior of ultranarrow germanene nanoribbons and show the transition from 1D topological edge states into 0D end states as the width of the nanoribbons is reduced below 2 nm [1]. Then, I will discuss the topological properties of electrons in self-formed single-layer bismuth fractals with dimension d = 1.58 on InSb [2]. Finally, I will present theoretical results on the Hubbard model in a fractal geometry [3] and discuss ongoing studies on a fractal made of Rydberg atoms with long-range interactions, trapped by optical tweezers [4].

    [1] D. J. Klaassen, L. Eek, A. N. Rudenko, E. D. van’t Westende, C. Castenmiller, Z. Zhang, P. L. de Boeij, A. van Houselt, M. Ezawa, H. J. W. Zandvliet, C. Morais Smith, P. Bampoulis, “Realization of a one-dimensional topological insulator in ultrathin germanene nanoribbons”, Nature Communications 16, 2059 (2025).

    [2] R. Canyellas, Chen Liu, R. Arouca, L. Eek, G. Wang, Yin Yin, D. Guan, Yaoyi Li, S. Wang, Hao Zheng, Canhua Liu, J. Jia, C. Morais Smith, “Topological edge and corner states in Bi fractals on InSb,” Nature Physics 20, 1421 (2024).

    [3] M. Conte, V. Zampronio, M. Rontgen, and C. Morais Smith, “The fractal-lattice Hubbard model”, Quantum 8, 1469 (2024).

    [4] R. C. Verstraten, I. H. A. Knottnerus, Y. C. Tseng, A. Urech, T. S. E. Santo, V. Zampronio, F. Schreck, R. J. C. Spreeuw, and C. Morais Smith, “Control of single spin-flips in a Rydberg atomic fractal”, ArXiv:2509.03514 (2025), under review in Nature (2025).

    Data: 01/10/25 – 13h30
    Título: Invariância de escala discreta e contínua no problema quântico de poucos corpos
    Palestrante: Dr. Rafael Mendes Francisco (ITA)
    Resumo:
    A universalidade de Efimov descreve sistemas de três corpos próximos à unitariedade, nos quais grandes comprimentos de espalhamento tornam as propriedades essencialmente independentes dos detalhes da interação de curto alcance. Esse regime é caracterizado por uma simetria de escala discreta, refletida em um espectro geométrico de trímeros. Em gases de átomos ultrafrios, as amostras são confinadas em armadilhas enquanto campos magnéticos externos de alta precisão permitem ajustar as interações para o regime ressonante. A investigação teórica explora como o espectro de Efimov responde a um confinamento extremo, modelando a compressão espacial por meio de uma dimensão efetiva contínua. Mostra-se que, ao atingir um valor crítico para a dimensão efetiva, a simetria de escala discreta, característica do regime tridimensional, é suprimida e substituída por uma simetria de escala contínua. De forma notável, a física nuclear apresenta um análogo natural desse cenário. Núcleos halo de dois nêutrons são sistemas fracamente ligados cuja existência depende de um ajuste fino das forças nucleares, resultando em um comprimento de espalhamento nêutron–caroço muito grande. Nesse contexto, a física de Efimov fornece a estrutura formal para analisar a geometria universal desses núcleos, incluindo as distâncias médias entre seus constituintes, regidas por leis de escala determinadas por um único parâmetro de três corpos.
    Data: 17/09/25 – 13h30
    Título: Desvendando o Caos do Clima ao Universo: Uma Aplicação das Fourier Neural Operators
    Palestrante: Drª. Roberta Duarte Pereira (ITA)
    Resumo:
    O Fourier Neural Operator (FNO) é uma rede neural criada para resolver equações diferenciais parciais (EDPs) em sistemas complexos. Diferente das redes neurais tradicionais, que aprendem apenas mapeamentos ponto a ponto, o FNO opera diretamente no espaço de Fourier, capturando relações globais e padrões multiescalares de forma eficiente. Essa metodologia tem sido expandida em variantes como o Adaptive Fourier Neural Operator (AFNO) e Spherical Neural Operator (SNO). Uma aplicação delas é o FourCastNet, capaz de gerar ensembles de previsão passando pelo espaço de parâmetros e perturbação. Essas técnicas representam uma nova geração de modelos capazes de lidar com sistemas caóticos e não-lineares, oferecendo uma alternativa promissora para simulações de fluidos, plasmas e previsão climática, com eficiência computacional muito superior a métodos tradicionais.
    Data: 03/09/25 – 13h30
    Título: Tecnologias para fabricação de dispositivos em ondas milimétricas (mmW)
    Palestrante: Dr. Robert Aleksander Gavidia Bovadilla (ITA)
    Resumo:
    O avanço das telecomunicações aumenta a demanda por sistemas sem fio mais rápidos, compactos, de baixo consumo e custo acessível. Como as faixas tradicionais (0,8–10 GHz) já se encontram saturadas, as ondas milimétricas (30–300 GHz) surgem como solução, com aplicações em radares automotivos, transmissão de vídeo em tempo real e geração de imagens por RF. Nesta apresentação, serão discutidos o papel do beamforming e sua implementação (defasadores, matriz de Butler), bem como as tecnologias de fabricação em silício e em substratos alternativos, como membranas de alumina nanoporosa. Também serão apresentados dispositivos baseados em linhas de transmissão de ondas lentas, evidenciando como esses avanços são fundamentais para futuras aplicações em telecomunicações e sistemas de alta frequência.
    Data: 20/08/2025 – 13h30
    Título: Search for New Physics with Neutrino Masses and Symmetries
    Palestrante: Prof. Dr. Caio Licciardi
    Resumo:
    Over the past decades, neutrinos have quietly transformed our understanding of the universe. These particles slip through matter almost undisturbed, but their subtle interactions have inspired crucial ideas that form our current Standard Model (SM) of particle physics. From the recent discovery of neutrino oscillations to the possibility that they may be their own antiparticles, neutrinos continue to challenge the established SM. In this seminar, I will present my work in two international collaborations: nEXO, which uses liquid xenon to search for neutrinoless double beta decay and probe the nature of neutrino masses, and Hyper-Kamiokande, a water Cherenkov detector designed to study neutrino oscillations and search for CP violation in the lepton sector. Together, these efforts push the boundaries of technology and knowledge, aiming to uncover some of the deepest secrets of the cosmos.
    Data: 13/08/25 – 13h30
    Título: Condensados de Bose-Einstein: Turbulência quântica como protótipo de sistemas quânticos de muitos corpos fora de equilíbrio
    Palestrante: Prof. Dr. Vanderlei Salvador Bagnato
    Resumo:
    Neste seminário, faremos uma introdução ao tema dos condensados de Bose-Einstein e à geração de turbulência quântica nesse superfluido. Em seguida, estudaremos a relaxação da turbulência como exemplo da dinâmica de sistemas quânticos fechados fora de equilíbrio e sua rota para a termalização. Discutiremos a observação de estágios distintos durante o relaxamento da turbulência e o ressurgimento do condensado em equilíbrio. Nossos resultados mostram uma cascata direta de partículas de momentos baixos para altos, consequência da injeção de energia no sistema, exibindo uma lei de escala de caráter universal. Esse estágio é seguido por uma cascata inversa de partículas responsável por repovoar o condensado previamente perturbado. Ambas as cascatas podem ser explicadas por meio de soluções autossimilares fornecidas pela teoria da turbulência de ondas. Esses resultados fornecem insights importantes sobre os estágios de relaxamento de sistemas quânticos de muitos corpos fora de equilíbrio. Por fim, analisaremos novos experimentos em andamento e fatos inéditos relacionados a sistemas quânticos fora de equilíbrio.