Centro de Física Centro de Física Universidade do Universidade do

MinhoMinho(CFUM)(CFUM)

www.fisica.uminho.pt

Universidade do MinhoUniversidade do MinhoUniversidade do MinhoUniversidade do Minho

Escola de CiênciasEscola de CiênciasEscola de CiênciasEscola de Ciências

Centro de FísicaCentro de Física

(CFUM):(CFUM):≈≈50 docentes e 50 docentes e

≈≈25 investigadores a TI25 investigadores a TI

Centro de FísicaCentro de Física

(CFUM):(CFUM):≈≈50 docentes e 50 docentes e

≈≈25 investigadores a TI25 investigadores a TI

Departamento Departamento

de Físicade Física

Departamento Departamento

de Físicade Física

Laboratório de Laboratório de Instrumentação e Instrumentação e

Física Experimental Física Experimental de Partículas – polo de Partículas – polo

UM (LIP-Minho)UM (LIP-Minho)

Laboratório de Laboratório de Instrumentação e Instrumentação e

Física Experimental Física Experimental de Partículas – polo de Partículas – polo

UM (LIP-Minho)UM (LIP-Minho)

Unidades de InvestigaçãoUnidade de

ensino

CFUM: as Principais Áreas CFUM: as Principais Áreas de Investigaçãode Investigação

Física da Matéria CondensadaFísica da Matéria Condensada

Nanomateriais: Tecnologia, Física e AplicaçõesNanomateriais: Tecnologia, Física e Aplicações

Física Molecular e BiofísicaFísica Molecular e Biofísica

Óptica, Optometria e Ciências de VisãoÓptica, Optometria e Ciências de Visão

www.fisica.uminho.pt

Grupos de InvestigaçãoGrupos de InvestigaçãoGrupos de InvestigaçãoGrupos de Investigação

Física Atómica, Física Atómica, Molecular e Óptica Molecular e Óptica

(FAMO)(FAMO)

Física Atómica, Física Atómica, Molecular e Óptica Molecular e Óptica

(FAMO)(FAMO)

Fenómenos Fenómenos Cooperativos em Cooperativos em Dieléctricos (FCD)Dieléctricos (FCD)

Fenómenos Fenómenos Cooperativos em Cooperativos em Dieléctricos (FCD)Dieléctricos (FCD)

Física Física Computacional e Computacional e Teórica (GFCT)Teórica (GFCT)

Física Física Computacional e Computacional e Teórica (GFCT)Teórica (GFCT)

Física de Materiais Física de Materiais Nano Cristalinos Nano Cristalinos

(FMNC)(FMNC)

Física de Materiais Física de Materiais Nano Cristalinos Nano Cristalinos

(FMNC)(FMNC)

Revestimentos Revestimentos Funcionais (GRF)Funcionais (GRF)Revestimentos Revestimentos

Funcionais (GRF)Funcionais (GRF)

Complexidade e Complexidade e Propriedades Propriedades Electrónicas Electrónicas

(GCEP(GCEP)

Complexidade e Complexidade e Propriedades Propriedades Electrónicas Electrónicas

(GCEP(GCEP)

Óptica e Ciências Óptica e Ciências de Visão (OCV)de Visão (OCV)

Óptica e Ciências Óptica e Ciências de Visão (OCV)de Visão (OCV)

~ 70 Investigadores Doutorados (~ 20 a tempo inteiro)

~ 40 estudantes de Doutoramento;~ 30 outros bolseiros

Infraestruturas de Investigação

> 30 Laboratórios de Investigação (Gualtar e Azurém)Equipamentos científicos no valor total >4M€~~30 Projectos financiados pela FCT, ADI, FP7 Colaboração e projectos conjuntos com indústria, institutos de investigação (INL, CITEVE) e várias universidades, nacionais e estrangeiras (Singapura, Manchester, Dresden)

Algumas Linhas de Investigação

Física Teórica e Física Teórica e Computacional da Matéria Computacional da Matéria

CondensadaCondensadaPropriedades electrónicas e ópticas de nano-Propriedades electrónicas e ópticas de nano-

estruturas (grafeno, pontos quânticos, nano-estruturas (grafeno, pontos quânticos, nano-

partículas metálicas,… ), estruturas plasmónicaspartículas metálicas,… ), estruturas plasmónicas

Electrões fortemente correlacionadosElectrões fortemente correlacionados

Condensados de Bose-Einstein (átomos e excitões)Condensados de Bose-Einstein (átomos e excitões)

Cálculos Cálculos ab initioab initio usando DFT (polímeros, grafeno,…) usando DFT (polímeros, grafeno,…)

Investigação em GrafenoInvestigação em GrafenoInvestigação em GrafenoInvestigação em Grafeno

Microscopia electrónica revela a estrutura atómica do grafeno, parecida com o favo de mel

Grafeno = monocamada de grafite,uma folha de carbono com a espessura igual ao tamanho de 1 átomo

Investigação em GrafenoInvestigação em GrafenoInvestigação em GrafenoInvestigação em Grafeno

A transparência distingue uma monocamada de uma bicamada de grafeno

Prémio Nobel em Física Prémio Nobel em Física 2010 pela investigação do 2010 pela investigação do

GrafenoGrafeno

Prémio Nobel em Física Prémio Nobel em Física 2010 pela investigação do 2010 pela investigação do

GrafenoGrafeno

O Laureado Kostya Novoselov é membro da Comissão de Acompanhamento do Centro de Física

Investigação em Grafeno no Investigação em Grafeno no CFUMCFUM

Investigação em Grafeno no Investigação em Grafeno no CFUMCFUM

Estudos teóricos das propriedades electrónicas e ópticas de estruturas baseadas no grafeno

Nuno M. R. Peres,Professor do DF e Investigador do CFUM

Prémio 2011 em Ciências Naturais pela Fundaçã Calouste Gulbenkian

Investigação em GrafenoInvestigação em Grafenono Centro de Físicano Centro de Física

Investigação em GrafenoInvestigação em Grafenono Centro de Físicano Centro de Física

O 1-o autor é Hugo Gonçalves, então aluno do 3-o ano da Licenciatura em Física

Investigação em GrafenoInvestigação em GrafenoPlasmões de superfíciePlasmões de superfície

Investigação em GrafenoInvestigação em GrafenoPlasmões de superfíciePlasmões de superfície

Excitação de plasmões de superfície no esquema ATR: aplicações como switch, olarizador, etc

A posição do extremo depende da tensão aplicada no grafeno

Estruturas periódicas à base do grafeno: cristais plasmónicos

Calculated spectra• TiO2 matrix: volume fraction of the amorphous/crystalline phase was fitted;• Au NPs: Drude model + interband transitions for εs ; moderately elongated shape (eccentricity <1);• RMG formalism for the composite dielectri function.

Nanopartículas metálicasNanopartículas metálicasPlasmões de superfíciePlasmões de superfície

Nanopartículas metálicasNanopartículas metálicasPlasmões de superfíciePlasmões de superfície

Filmes de TiO2 com NPs de Au: efeitos plasmónicos

A forma das NPs determina efeitos plasmónicos

[T. Franzl et al., Nano Lett. 4, 1599 (2004)]

Transporte de Energia em Transporte de Energia em Sistemas com Pontos QuânticosSistemas com Pontos Quânticos

Pontos quânticos (nanopartículas de CdSe) depositados em monocamadas com um gradiente de tamanho das partículas. A transferência de energia entre as camadas é detectada pela espectroscopia resolvida no tempo.

“Átomos artificiais”

Nanopartículas de GeNanopartículas de Geinseridas num filme de SiOinseridas num filme de SiO22

Nanopartículas de GeNanopartículas de Geinseridas num filme de SiOinseridas num filme de SiO22

As nanopartículas de Ge inseridas num filme vítreo estão organizadas numa superestrutura regular revelada pela microscopia electrónica.As estruturas podem ser usadas em dispositivos de memória (float gate memory)

Filmes finos para opto-Filmes finos para opto-electrónica em suportes electrónica em suportes

flexíveisflexíveis

Filmes finos para opto-Filmes finos para opto-electrónica em suportes electrónica em suportes

flexíveisflexíveis

Células fotovoltáicas e outros dispositivos à base do silicio amorfo ou nanocristalino, depositados em substratos flexíveis

Revestimentos decorativos Revestimentos decorativos com propriedades com propriedades

mecânicas avançadasmecânicas avançadas

Revestimentos decorativos Revestimentos decorativos com propriedades com propriedades

mecânicas avançadasmecânicas avançadas

Nanomateriais coloridos com dureza elevada

Superfícies auto-limpantes Superfícies auto-limpantes baseadas no efeito baseadas no efeito fotocatalíticofotocatalítico

Superfícies auto-limpantes Superfícies auto-limpantes baseadas no efeito baseadas no efeito fotocatalíticofotocatalítico

O efeito fotocatalítico produzido pela radiação UV facilita a remoção da sujidade nas superfícies

• Sensores de tensão mecânica incorporados em calcado

• Sensores flexíveis incorporados em têxteis

Polímeros electro-ativos e Polímeros electro-ativos e dispositivos baseados dispositivos baseados

neles neles

Polímeros electro-ativos e Polímeros electro-ativos e dispositivos baseados dispositivos baseados

neles neles

• Sensores de gases incorporados em embalagens de alimentos

• Telas interactivas flexíveis

• LEDs orgânicos para iluminação

• TV à base de LEDs orgânicos

• Células fotovoltáicas

Dispositivos optoelectrónicos Dispositivos optoelectrónicos baseados em polímeros baseados em polímeros

(modelação)(modelação)

Dispositivos optoelectrónicos Dispositivos optoelectrónicos baseados em polímeros baseados em polímeros

(modelação)(modelação)

Nanoliposomes

Xerogel com proteínas embrulhadas

• Novos lipoplêxos (complexos lípido catiónico/ADN) para transporte de genos

• Proteínas embebidas em materiais desenvolvidos pela técnica sol-gel para biossensores ópticos

• Nanoliposomes (agregados lípidos do tamanho nanométrico) para entrega de drogas dentro do corpo humano ou de corantes num têxtil

Lipoplêxos (complexos lípido catiónico/ ADN )

Bionanossistemas para Bionanossistemas para transporte e entrega transporte e entrega

Bionanossistemas para Bionanossistemas para transporte e entrega transporte e entrega

100 200 300 400 500 600

50

100

150

200

250

300

350

400

450

500-0.4

-0.2

0

0.2

0.4

0.6

0.8

1

1.2

1.4

1.6

Instrumentação para Instrumentação para Optometria e Oftalmologia Optometria e Oftalmologia

Instrumentação para Instrumentação para Optometria e Oftalmologia Optometria e Oftalmologia

Estudos de aberrações no olho, inclusive provocadas por lentes, percepção de cores, etc

Obrigado e

sejam bem vindos!