Programa de Pós-Graduação em Física da UFSC, Florianópolis

O PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM FÍSICA convida para o seminário: 

Memristors: a primer and perspectives*

Prof. Dr. Gilberto Medeiros

UFMG

 *Evento de presença obrigatória para os alunos matriculados na disciplina seminários

 Resumo:

Memristors are one class of devices that cannot be described or emulated by association of resistors, capacitors and inductors. A pinched hysteresis is usually the fingerprint of memristive behaviour [1,2]. Beyond simple modelling presented in the early 70s [1,2], significant experimental progress has been achieved, to the point where now there are several companies and research teams working with these devices in a number of applications ranging from neuromorphic computing [3,4] to non-volatile memories [5]. Here I will discuss the anatomy of conductive channels in memristors, by means of structural and chemical characterization afterproper identification through pressure modulated conductance experiments [6]. Subsequently, the upper limits of switching speeds of these devices will be discussed [7], as well as our modelling results [8]. Finally, complementing the modelling picture I will conclude showing our latest results on noise characteristics of these intriguing devices [9].

References

[1] L. O. Chua, “Memristor – missing circuit element”. IEEE Trans. Circuit Theory CT-18, 507-519 (1971).

[2] L. O. Chua, & S. M. Kang, “Memristive devices and systems”. Proceedings of the IEEE 64,209-223 (1976).

[3] M. Prezioso, et al. “Training and operation of an integrated neuromorphic network basedon metal-oxide memristors”, Nature 521, 61-64 (2015).

[4] J.J. Yang, D.B. Strukov & D.R. Stewart, “Memristive devices for computing”, Nature Nanotech. 8, 13-24 (2013).

[5] for example, http://www.crossbar-inc.com/

[6] F. Miao et al., “Anatomy of a Nanoscale Conduction Channel Reveals the Mechanism of a High-Performance Memristor”, Adv. Mater. 23, 5633-5640 (2011).

[7] A. C. Torrezan, J. P. Strachan, G. Medeiros-Ribeiro, & R.S. Williams, “Sub-nanosecondswitching of a tantalum oxide memristor”, Nanotechnology 22, 485203 (2011).

[8] J.P. Strachan, et al. “State Dynamics and Modeling of Tantalum Oxide Memristors”, IEEETransactions on Electron Devices 60, 2194-2202 (2013).

[9] W. Yi, et al., “Quantized Conductance coincides with State Instability and Excess Noise inTantalum Oxide Memristors”, Nature Communications, in press.

Data: 17 de março de 2017 – (3/17/2017)- Local: Sala 212 – Auditório do Departamento de Física – Horário: 10h15min

O Programa de Pós-Graduação em Física e o Parque Viva Ciência convidam a todos para:

Planetas extrassolares e vida no universo

Professor Roberto Saito

A vida como conhecemos é um fenômeno planetário até o momento limitado ao nosso lar no Universo, a Terra. Entretanto, nas últimas duas décadas a astronomia vem passando por um momento único, com a descoberta de um número cada vez maior de planetas orbitando outras estrelas, os chamados planetas extrassolares. Alguns desses novos mundos são especialmente importantes por suas similaridades com a Terra, o que permitiria abrigar vida. Nesse seminário falaremos sobre a busca e o estudo de planetas extrassolares, nosso conhecimento atual sobre exoplanetas potencialmente habitáveis e as perspectivas que a busca por vida fora da Terra nos reservam nas próximas décadas.

Data e horário: 15 de março de 2017, às 18:30h
Local: Auditório do Depto. de Química

O PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM FÍSICA convida para o seminário: 

em experiência na área de Física Estatística e Sistemas Dinâmicos, atuando principalmente nos seguintes temas: neurociência computacional, meios excitáveis, redes neurais, automata celulares e criticalidade auto-organizada

Phase transitions and self-organized criticality in networks of stochastic spiking neurons.

Prof. Dr. Osame Kinouchi

Departamento de Física – FFCLRP – USP

 Resumo:

 Phase transitions and critical behavior are crucial issues both in theoretical and experimental neuroscience. We report analytic and computational results about phase transitions and self-organized criticality (SOC) in networks with general stochastic neurons. The stochastic neuron has a firing probability given by a smooth monotonic function Phi(V) of the membrane potential V, rather than a sharp firing threshold. We find that such networks can operate in several dynamic regimes (phases) depending on the average synaptic weight and the shape of the firing function Phi. In particular, we encounter both continuous and discontinuous phase transitions to absorbing states. At the continuous transition critical boundary, neuronal avalanches occur whose distributions of size and duration are given by power laws, as observed in biological neural networks. We also propose and test a new mechanism to produce SOC: the use of dynamic neuronal gains — a form of short-term plasticity probably in the axon initial segment (AIS) — instead of depressing synapses at the dendrites (as previously studied in the literature). The new self-organization mechanism produces a slightly supercritical state, that we called SOSC, in accord to some intuitions of Alan Turing.

Data: 19 de dezembro de 2016 – (segunda-feira)- Local: Sala 212 – Auditório do Departamento de Física – Horário: 10h30min

O PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM FÍSICA convida para o seminário:

Professor UFPR, atuando principalmente nos seguintes temas: Dinâmica de gases rarefeitos, solução numérica da equação de Boltzmann, simulação direta de Monte Carlo, cálculo numérico de escoamentos de gases a redor de veículos espaciais, em sistemas de vácuo e em micro-sistemas mecânicos e eletrônicos

Kelvin: past, present and future.*

Prof. Felix Sharipov

Departamento de Física/UFPR

 *Evento de reposição para os alunos matriculados na disciplina seminários

Resumo:

Four basic physical units of SI, viz., kilogram, ampere, mole, and kelvin will be redefined in 2018. Their definitions will be related to universal physical constants such as Planck constant, elementary charge, number of Avogadro and Boltzmann constant. At the moment, great efforts are being done to measure these constants with a high accuracy. The lecture gives a brief history of the kelvin definition. Its future definition via the Boltzmann constant will be presented. Experimental and theoretical results related to the future definition of kelvin are reviewed.

Data: 06 de dezembro de 2016 – (terça-feira)- Local: Sala 212 – Auditório do Departamento de Física – Horário: 14 horas

O PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM FÍSICA convida para o seminário:

Copper-based molecular machines*

Dr. Fabien Durola

CRPP, University of Bordeaux – França

 *Evento de reposição para os alunos matriculados na disciplina seminários

 Resumo:

The Nobel Prize in Chemistry 2016 was awarded jointly to Jean-Pierre Sauvage, Sir J. Fraser Stoddart and Bernard L. Feringa “for the design and synthesis of molecular machines”. Always Involving interlocked molecules such as catenanes and rotaxanes, the molecular machines developped by the group of Jean-Pierre Sauvage during the last 25 years are all based on the dynamic coordinating properties of transition metals, and mainly copper. From the first twisting catenane to the molecular press, this presentation will focus on the evolution of these copper-based molecular machines.

PS. From 2003 to 2008 Dr. Durola worked in Jean-Pierre’s group.

Data: 02 de dezembro de 2016 – (sexta-feira) – Local: Auditório do Departamento de Química – Horário: 10h15min

O PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM FÍSICA convida para o seminário:

Beleza e Verdade: Aspectos da Teoria Quântica de Campos na Física da Matéria Condensada*

Responsável pela introdução, no Brasil, em 1985, da nova área de pesquisa: Aplicações de Teoria Quântica de Campos à Física da Matéria Condensada. Possui mais de 100 publicações científicas, entre artigos e proceedings.

Prof. Dr. Eduardo Cantera Marino

Instituto de física / UFRJ

 *Evento de presença obrigatória para os alunos matriculados na disciplina seminários

Resumo:

Descrevemos diversos exemplos de aplicação dos métodos da Teoria de Campos em sistemas de Matéria Condensada que revelam amplamente a presença destas duas qualidades. Abordamos, em particular, os seguintes casos:

o Mecanismo de Higgs-Anderson e o Efeito Meissner, em física de partículas e supercondutores; os Mecanismos de Yukawa e Peierls, em física de partículas e polímeros; a Teoria Relativística de Dirac no grafeno e no siliceno; as propriedades de anyons não-abelianos e a computação quântica, estados topologicos da materia e, finalmente, os Férmions de Weyl, recentemente descobertos nos semimetais TaAs e NbAs.

Data: 18 de novembro de 2016 – (sexta-feira)- Local: Sala 212 – Auditório do Departamento de Física – Horário: 10h15min

O PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM FÍSICA convida para o seminário: 

Pós-doutorando do Programa de Pós-graduação em Física – UFSC

Study of magnetic tunnel junctions with insulating barriers piezoelectric of AlN*

Rafael Domingues Della Pace

UFSC/FSC

 *Evento de presença obrigatória para os alunos matriculados na disciplina seminários

Resumo:

The 90s saw a huge breakthrough in relations between resistivity and magnetic fields. The ordinaries and anisotropic magnetoresistence, know for more the century, were also included new phenomena such as giant magnetoresistance, colossal, inversion of magnetization by injecting currents and polarized quantum tunneling dependent on spin. These new effects enabled a huge advance in understanding of the fundamentals in solid state and a number of new technologies already in use or under development. Magnetic tunnel junction (MTJ) were first preformed experimentally in the early 70 [1], but reproducible results were achieved only 20 years later. Then follows extensive research in the fields magnetic tunnel junction with insulating barrier amorphous AlOx, TiOx e SiO2, coming to a limit on the tunnel magnetoresistance (TMR) de 70%, room temperature and low fields, using electrodes CoFeSiB and amorphous barrier AlOx[2,3]. Butler and Mathon in 2001 [4,5] predicted, through calculation from first principles, a tunnel junction Fe/MgO/Fe with epitaxial growth of MgO barrier and with directed <001>, a TMR above 1000% could be reached. A few years later experimental groups [6,7,8] obtained results for a rate of TMR 180% and 220%. With the development in this area, which is now called spin electronics or spintronics simply, other interconnections between magnetic and electric properties were explored, among these have highlighted the ferroelectric and multiferroic materials. Emerging a new concept in tunnel junctions, where we as a barrier piezoelectric and/or ferroelectric materials, which leads to the tunnel junctions ferroelectric (FTJ) and tunnel junctions multiferróicas (MFTJ) [9]. Magnetic tunnel junctions with aluminum nitride barrier (AlN – highly textured), and electrodes of CoFeSiB were studied. Both AlN barrier as the electrodes were grown by magnetron sputtering.It is grown barrier in a reactive atmosphere with 20% of nitroĝeino (N2). Structural characterization were made using diffraction of x-ray (XRD) and transmission electron microscopy (TEM), they showed that even for very thin thicknesses of AlN, around 6 and 8 nm was possible to obtain textured films in the direction (002) and thereby obtain the effect of piezoelectricity. Through the electrical measurements it was possible to show that there is an electric polarization in the joints, where it measures the mechanical stresses were applied to the junction occurred a significant change in IxV curve. It also found one electrical hysteresis curves in IxV.

[01] JULLIERE, M., Phyc. Rev. Lett. A, Vol.54,225, (1975);
[02] WANG, D.et. al., IEEE Trans. Mag., Vol 40, No 4 (2004);
[03] SAKURABA, Y., et al., 44, L1100 (2005);
[04] MATHON, J.; UMERSKI, A., Phys. Rev. B, Vol. 63, 220403,(2001);
[05] BUTLER, W. H.; et aL., Phys. Rev. B, Vol. 63, 054416 (2001);
[06] YUASA, S., et al., Jour. App. Phys., Vol. 43, No 3 , L 588, (2004);
[07] YUASA, et al.,, Jpn.J. Appl. Phys., Vol. 43, L588 (2004);
[08] PARKIN, S.,KRONMULLER, H., “Handbook of Magnetism and Advance Magnetic Materials , First Editions;
[09] TSYMBAL, E.Y., et. al.,Vol. 37, 2012, www.mrs.org/bulletin;

Data: 04 de novembro de 2016 – (sexta-feira)- Local: Sala 212 – Auditório do Departamento de Física – Horário: 10h15min

O Grupo de Trabalho sobre Questões de Gênero da Sociedade Brasileira de Física (http://genero.fis.puc-rio.br/) tem estimulado a discussão sobre o papel das mulheres nas ciências e, em especial, na física. Com essa finalidade, no dia 07/11, das 8:30 hs às 12:00 hs, ocorrerá, o I Encontro de Mulheres na Física da UFSC*, no auditório do Depto de Física (sala 212). Durante o Encontro, serão apresentadas estatísticas recentes do CNPq e da Academia Brasileira de Ciências e palestras de algumas pesquisadoras sobre temas de pesquisa de ponta em diversas áreas. O Encontro visa mostrar que existem mulheres que se destacam nas suas áreas de atuação e atrair não só o público feminino, mas também conscientizar o público masculino sobre a realidade das questões de gênero no Brasil. A programação completa está abaixo e serão emitidos certificados de participação para todos que assistirem 75% das palestras.

* Evento contará como presença de reposição da disciplina seminários.

(mais…)

O PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM FÍSICA convida para o seminário:

Professor credenciado no PPPGFSC/UFSC, pesquisador da área de concentração Física Atômica e Molecular

Termalização e Excitação Rotacional de Pósitrons em Gases Moleculares*

Prof. Dr. Felipe Arretche – FSC/UFSC

*Evento de presença obrigatória para os alunos matriculados na disciplina seminários

Resumo:

A interação de pósitrons com átomos e moléculas constitui um tema moderno no contexto da Física Atômica e Molecular do século XXI. Em especial, as primeiras medidas diretas de termalização de pósitrons com gases moleculares foram reportadas na literatura científica somente em 2014 por Natisin et al. [M.R. Natisin, J.R. Danielson and C.M. Surko, J. Phys. B: At. Mol. Opt. Phys. 47 225209 (2014)]. Em particular, neste seminário, veremos que o mecanismo de termalização de pósitrons com gás N2 ocorre via excitação (e desexcitação) rotacional e que os dados experimentais não são satisfatoriamente descritos pela teoria. Vamos então discutir como modelar teoricamente o cálculo de seções de choque rotacionais pósitron-molécula. Por fim, vamos apresentar resultados gerados pelo Grupo de Física Atômica e Molecular da UFSC para seções de choque rotacionais pósitron-H2 [G.L. Zanin, W. Tenfen and F. Arretche, Eur. Phys. J. D 70 179 (2016)], a saber, o sistema modelo que escolhemos para começar a atacar o problema experimental original.

Data: 21 de outubro de 2016 – (sexta-feira)- Local: Sala 212 – Auditório do Departamento de Física – Horário: 10h15min

O PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM FÍSICA convida para o seminário: 

Professora Adjunta A da Universidade Federal de Santa Catarina. Tem experiência na área de Astrofísica, com ênfase em Astrofísica Extragaláctica, atuando principalmente nos seguintes temas: evolução de galáxias, atenuação por poeira, espectroscopia-3D, síntese espectral e núcleos ativos de galáxias. Desenvolveu o código BOND: Bayesian Oxygen and Nitrogen abundance Determinations, disponível em http://bond.ufsc.br.

Desvendando a parte nebulosa de galáxias com BOND*

Profª. Drª. Natalia Vale Asari – UFSC/FSC

*Evento de presença obrigatória para os alunos matriculados na disciplina seminários

Resumo:

O enriquecimento químico de uma galáxia está intimamente ligado à sua história de formação de estrelas. Todos os elementos químicos que não hidrogênio e hélio — na astronomia, por liberdade literária, denominados `metais’ — são formados por nucleossíntese ou no interior de estrelas ou em explosões estelares. Por isso, relações empíricas entre abundâncias de elementos químicas e outros parâmetros físicos de galáxias, como a famosa relação massa–metalicidade, servem de guia para estudos teóricos sobre a história e evolução química de galáxias. Essas relações empíricas são em geral baseadas na `metalicidade’ do gás medida com os chamados métodos de linhas fortes, que presumem que as nebulosas emitindo as linhas (regiões H II gigantes) são uma família de um parâmetro: a abundância de oxigênio. A natureza, no entanto, é muito mais complexa, e as metalicidades derivadas a partir desses métodos podem estar sistematicamente erradas. Apresento o método BOND (Bayesian Oxygen and Nitrogen abundance Determinations), que desenvolvemos para medir simultaneamente abundâncias de oxigênio e nitrogênio em regiões HII gigantes. O método compara linhas de emissão fortes e semi-fortes com uma grade cuidadosamente definida de modelos de fotoionização. O código e os resultados são públicos e estão disponíveis em http://bond.ufsc.br.

Data: 7 de outubro de 2016 – (sexta-feira)- Local: Sala 212 – Auditório do Departamento de Física – Horário: 10h15min