Orientador: Gaston E. Barberis / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Fisica Gleb Wataghin / Made available in DSpace on 2018-07-14T19:50:18Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Mello_DeniseFernandesde_M.pdf: 1047101 bytes, checksum: 2332b977cc57d1bf68ab5f50e904f076 (MD5) Previous issue date: 1988 / Resumo: Usando o método semi-empírico "Tight Binding", aproximação de primeiros vizinhos e uma base sp3s*, onde s* é um pseudo estado excitado, o qual substitui os estados excitados de outras interações (modelo de Vogi), recalculamos a estrutura de bandas de 16 semicondutores com estrutura zincblenda e aplicamos o método para CdTe. A partir da estrutura de bandas, calculamos então, vacâncias ideais nesses mesmos semicondutores, assim como a parte imaginária da função dielétrica. Calculamos também as bandas de valência do composto iônico NaCl. Os resultados mostraram-se em boa concordância com resultados experimentais e teóricos obtidos por outros métodos, o que é altamente satisfatório, visto que com os demais modelos "Tight Binding" não era possível obter resultados realísticos para a maioria das propriedades / Abstract: Using the Vogi¿s model for the semi-empirical Tight Binding method, we have recalculated the band structure of 16 semiconductors with zincblenda structure and that for CdTe. Using these band we have calculated the density of states, ideal vacancies and the imaginary part of the dielectric function for these compounds. The valence bands of the ionic compound NaCl have been also calculated. The results are very satisfactory and in good agreement with experiments and others calculations / Mestrado / Física / Mestre em Física

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / The magnetoimpedance effect (MI) in sandwiched thin films of the FeCuNbSiB/Cu produced by Magnetron Sputtering is studied using HP4396B impedance analyzer in the frequency range 100kHz-1,8GHz. The samples were produced with an alloy with composition of Fe73.5Cu1Nb3Si13.5B9 as the ferromagnetic and Cu on the normal metal. single and multilayer thin films were studied as well as sandwiched films using Cu as the central conductor. This configuration of samples exhibited high magnetoimpedance ratios The results were compatible with the theoretical prediction (for the effects of the increase of the conductivity due to the multilayer use for the samples sandwiched) MI ratios of 300% in the multilayer sample and 200% for the sandwiched samples are obtained, showing that the single multilayer sample is more suitable for MI sensors than sandwiched films. / Neste trabalho foi estudado o efeito magnetoimpedância (MI) em multicamadas e sanduíches de filmes finos produzidos por magnetron sputtering . Para isto foi utilizado um analisador de impedância HP4396B, que possibilita uma análise de freqüências na faixa de 100KHz-1.8GHz. Os estudos foram desenvolvidos utilizando-se uma liga a base de ferro com a composição de Fe73. 5Cu1Nb3Si13.5B9 como elemento ferromagnético e Cu com metal normal. Foram produzidos filmes mono e multicamadas de filmes finos, além de filmes na forma de sanduíches utilizando-se o Cu como elemento central simulando um fio condutor sanduichado com filmes ferromagnéticos. Esta configuração de amostra permite altas variações no efeito magnetoimpedância devido, principalmente, ao efeito magnetoindutivo. Os resultados mostraram-se compatíveis com as previsões teóricas (se considerado os efeitos dos aumentos da condutividade devido ao uso de multicamadas para as amostras sanduichadas), resultando variações percentuais da ordem de 300% para a MI nas multicamadas e 200% para os filmes sanduichados utilizando-se multicamadas como elemento ferromagnético. Com isto, provou-se que sensores baseados em multicamadas simples são mais adequados do que sensores baseados em sanduíches F/M/F.

[pt] O Ensaio imunológico é uma ferramenta importante no diagnóstico clínico e na pesquisa fundamental. Nanopartículas magnéticas, ligadas a anticorpos, têm sido aplicadas cada vez mais em vários ensaios imunológicos com o objetivo de separação e quantificação de antígenos. Nós desenvolvemos um sistema baseado em SQUIDs maciços para detecção do campo gerado pela magnetização remanente de nanopartículas magnéticas, onde o fluxo é detectado diretamente pelo SQUID. Vários SQUIDs foram construídos de forma a otimizar a sensibilidade do sistema. Nanopartículas magnéticas comerciais revestidas de sílica, dextran e latex foram usadas nas experiências com tamanhos externos médios variando de 50 nm a 900 nm. Para nanopartículas superparamagnéticas a técnica de termorremanência foi utilizada. As amostras foram preparadas com geometria cilíndrica, um pouco menores que o furo do SQUID, e a aproximação de dipolo magnético não pode ser usada. Modelos baseados na indutância mútua entre superfícies cilíndricas e no método de elementos finitos foram utilizados para estimar com sucesso os momentos magnéticos das amostras utilizadas. / [en] The immunoassay is an important tool in clinical diagnostics and in fundamental research. Magnetic nanoparticles, bound with antibodies, have been applied increasingly for various immunoassays with the purpose of separation and quantification of antigens. We developed a system based on bulk SQUIDs for detecting the field generated from remanent magnetization of magnetic nanoparticles, where the flux is detected directly by the SQUID itself. Several SQUIDs was built in order to optimize the system sensibility. Commercial magnetic nanoparticles coated with silica, dextran and latex with mean external length varying from 50 nm to 900 nm were used in the experiments. For Superparamagnetic nanoparticles, the termoremanent technique was used. The samples were prepared with cylindrical geometry slightly smaller than SQUID hole, and magnetic dipole approximation cannot be used. Models based on mutual inductance between cylindrical surfaces and on finite element method was used to estimated successfully the magnetic moments of the samples used.

Orientador: Carlos Rettori / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Fisica Gleb Wataghin / Made available in DSpace on 2018-08-04T01:45:05Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Urbano_RicardoRodrigues_D.pdf: 7003500 bytes, checksum: 302763535eafe1664ae875c23c64eaec (MD5) Previous issue date: 2004 / Resumo: Esta tese é o resultado da investigação de dois temas principais: o composto supercondutor MgB2 e o sistema semicondutor Ca1-xRxB6 dopado com terras raras R. O composto MgB2 é conhecido desde 1950, porém, só recentemente foi descoberto como sendo um supercondutor (tipo II) com uma temperatura crítica Tc @ 40 K. Esta descoberta realimentou o interesse nos materiais supercondutores não-óxidos, iniciando assim a procura por supercondutividade em vários outros compostos como, por exemplo, MgCNi3 e recentemente, diamante. A motivação do ponto de vista de Ressonância Paramagnética Eletrônica (RPE) se dá pela possibilidade de estudar o estado supercondutor misto numa ampla faixa de temperatura, via a ressonância dos elétrons de condução (CESR). Utilizando as freqüências de microondas de 4.1 GHz (banda S) e 9.5 GHz (banda X), o campo de ressonância (H r para g ~ 2:00) assume valores entre Hc1< Hr « Hirr £ Hc2 e, conseqüentemente, os elétrons de condução certamente estarão sondando a Distribuição de Campo Magnético Interno (DCMI) gerada pela rede de vórtices de MgB2. Com a atenção voltada às propriedades do estado misto deste supercondutor, apresentamos nesse trabalho a primeira, direta e não ambígua observação da DCMI, juntamente com o efeito de desancoramento da rede de linhas de fluxo. Determinamos a temperatura de desancoramento Tp (v), a qual separa o regime de movimento viscoso do regime de aprisionamento de vórtices. Também propomos um diagrama de fases supercondutor para a região de baixos campos magnéticos para nossa amostra estequiométrica. Comparativamente ao estudo do composto estequiométrico, estudamos amostras de Mg1-xB2(0 £ x £ 0.15). Para x ~ 0.15, encontramos a presença de duas linhas de ressonância, sugerindo uma possível segregação de fases. Além disso, a maior Tp encontrada, e o mais rápido alargamento e distorção da largura de linha do CESR no estado misto, comparados à amostra estequiométrica, são ambos consistentes com uma maior concentração de defeitos. Os hexaboretos RB6 (R = terra rara ou metais alcalinos terrosos) pertencem a uma classe de materiais que está sendo extensivamente estudada atualmente. Eles cristalizam numa rede cúbica simples tipo CsCl, e exibem um vasto universo de fascinantes propriedades físicas. Metais de bandas simples (LaB6), magnetos de momento local convencional (GdB6), sistemas de denso comportamento Kondo (CeB6) ou ainda ferromagnetismo (FM) de baixa densidade de portadores em sistemas com momentos localizados como EuB6, fazem parte deste grupo. Esta riqueza de fenômenos, combinada à simplicidade cristalográfica, torna os hexaboretos um sistema ideal para se estudar as propriedades magnéticas e eletrônicas destes compostos. Recentemente, foi encontrado que CaB6 dopado com impurezas de La 3+ (0.5%) exibe um FM (0.07 m B/La) em alta temperatura (Tc ~ 600 - 900 K), sem que os elementos constituintes tenham orbitais d ou f parcialmente preenchidos. Enorme esforço tanto teórico quanto experimental foi devotado para esclarecer esta intrigante propriedade, na tentativa de estabelecer a origem deste WF e seu relacionamento com a natureza condutora real de CaB6 dopado com R. Particularmente, encontramos em nosso estudo através da técnica de RPE em monocristais de CaB6 dopados com Gd 3+, que o processo de dopagem é não-homogêneo, apresentando diferentes regimes de concentração, inclusive coexistência de fases isolante e metálica. Este resultado sugere que uma abrupta mudança no ambiente local do Gd 3+ , associada à transição metal-isolante, pode estar ocorrendo. A configuração eletrônica de Eu 2+ é idêntica a do Gd 3+ (4f 7 , 8 S 7/2). No entanto, o efeito da dopagem de Gd 3+ e Eu 2+ em CaB6 é diferente: Eu 2+ tem a mesma valência de Ca 2+ enquanto Gd 3+ doa um elétron extra ao sistema, criando um estado doador tipo-hidrogênio. Acreditamos que a transição isolante/metal revelada pela forma de linha de RPE possa ser alcançada quando estes estados ligados de Gd doadores se sobrepõem e começam a formar uma rede percolativa. Desde que nem todos os sítios de Gd participam desta rede, uma coexistência de regiões metálicas e isolantes não é uma observação improvável, como observado em nossos resultados. De um outro lado, a substituição de Ca2+ por impurezas de Eu 2+ não produz um estado ligado doador, mas a invariância translacional quebrada da rede deve introduzir um estado localizado separado da banda de valência/condução. Supõe-se então que a dopagem de Eu 2+ forma uma banda de impurezas. No entanto, somente em um regime de muito alta concentração, estas impurezas formariam o estado percolativo, o que também encontra suporte em nossos resultados experimentais. Em contraste ao caso de CaB6, o composto EuB6 é um material semi-metálico bem estabelecido que apresenta um ordenamento FM em Tc » 15 K. Investigações das propriedades físicas de EuB6 foram realizadas essencialmente através de experimentos de RPE e de transporte. Nosso estudo mostrou que os comportamentos observados na largura de linha DH dos espectros de RPE, e na anisotropia da magneto-resistência, estão associados à presença de pólarons magnéticos e efeitos de superfície de Fermi, uma vez que esta última é de fato anisotrópica (elipsóides de revolução nos pontos X da Zona de Brillouin). Concluímos do estudo em Ca1-xRxB6 (R = Gd 3+ e Eu 2+ ) que, uma vez alcançado o estado percolativo (estado metálico), efeitos da anisotrópica superfície de Fermi podem ser observados através de DH, uma vez assumido que o processo de relaxação dominante é o mecanismo de espalhamento de spin eletrônico (spin-flip scattering). Para o caso particular de Eu 2+ em CaB6, efeitos polarônicos, a exemplo de EuB6, são também observados em DH / Abstract: This thesis results from the scientific investigation of two different systems: the MgB2 superconductor (SC) compound and the rare earth (R) doped Ca1-xRxB6 semiconductor material. The MgB2 compound is known since 1950, however, just recently discovered as a conventional (type II) SC with a critical temperature Tc @ 40 K. This discovery has revived the interest in non-oxides SC and initiated a search for superconductivity in related materials as, for exemple, MgCNi3. The motivation in the ESR point of view was the imprecedent possibility of studying the SC mixed-state in a wide temperature range by conduction electron spin resonance (CESR). Taking the 4.1 GHz (S band) and 9.5 GHz (X band) microwave frequencies, the resonance field (H r for g ~ 2:00) ranges between Hc1< Hr « Hirr £ Hc2 and, consequently, the conduction electrons will certainly probe the Internal Magnetic Field Distribution (IMFD) in the vortex lattice of MgB2. Focusing our attention on the properties of the mixed-state of this superconductor, we present in this work the first, direct and unambiguously observation of the IMFD together the flux line lattice depinning effects in MgB2. We have determined the depinning temperature Tp (v) which separates the viscous vortex motion regime to the pinning regime. Also, we have proposed a superconductor phase diagram for the low field region for our stoichiometric MgB2 sample. Comparatively to the stoichiometric sample study, we have studied Mg1-xB2 (0 £ x £ 0.15) samples. For x ~ 0.15, we found the presence of two resonance lines indicating phase segregation. Furthermore, the Tp found is higher than the obtained for the stoichiometric sample and, the CESR line width in the mixed-state presented a faster broadening when decreasing temperature, consistent with the larger defects concentration. Currently, the hexaboride compounds RB6 (R = earth rare or earth alcalines) belong to a material class which has been extensively studied. They crystallizes in a simple cubic lattice as CsCl, and show a wide variety of fascinating physical properties. Simple band metals (LaB6), conventional local moments magnets (GdB6), system with dense Kondo behavior (CeB6) or even low carrier density FM systems with local moments as EuB6, make part of this group. This richness of interesting physical properties, together with their simple crystallographic structure, make the hexaborides an ideal system to study. Recently, it was found that the La 3+ (0.5%) impurity doped CaB6 shows a WF (0.07 m B/La) in high temperature (Tc ~ 600 - 900 K) without the elements having half-filled d or f orbitals, which is usually required for FM. Enormous theoretical and experimental efforts have been devoted to clarify this intriguing property, in the sense to establish the origin of this WF and its relationship with the real conductive nature of the R doped CaB6. Particularly, we have found in our ESR study in single crystals of Gd 3+ doped CaB6 that the doping process is inhomogeneous, presenting different concentration regimes, including insulating and metallic phase coexistence. This result suggests that an abrupt change in the Gd 3+ local environment associated with the metal-insulator transition can be happening. The electronic configuration of Eu 2+ ions ( 8S7/2) is identical to that of the Gd 3+ ions. However, the effect of Gd 3+ and Eu 2+ doping in CaB6 is different: Eu 2+ has the same valence as Ca 2+ while Gd 3+ delivers an extra electron to the system, creating a hydrogen-like donor state. We believe that the insulator-metal transition revealed by the ESR line shape can be reached when these Gd donor bound states overlap and start to form a percolative network. Since not all Gd-sites participate in this network, a coexistence of metallic and insulating local environments are not impossible to be observed, as shown in our experimental results. In the other side, the substitution of Ca 2+ by Eu 2+ impurities does not yield a donor bound state, but the broken translational invariance of the lattice introduces a localized split-off state from the valence/conduction band. Then, it is supposed that an impurity band for Eu 2+ hen only forms at much higher concentrations as for Gd 3+ , as it is indeed observed experimentally. In contrast to the CaB6, the EuB6 compound is a well established semi-metallic material which presents a FM ordering at Tc » 15 K. Investigations of the physical properties of EuB6 were performed by ESR and transport experiments. Our study showed that the observed anisotropy and field-dependence of the ESR line width D H and of the magneto-resistence are associated with magnetic polarons and Fermi surface effects, since the latter is really anisotropic. We conclude in this study that, once reached the percolative state (metallic state), the anisotropic Fermi surface effects can be observed by the D H since the dominating relaxation process is the spin-flip scattering mechanism. For the particular case of Eu 2+ in CaB6, polaronic effects can be also observed in the D H, such as in EuB6 / Doutorado / Física / Doutor em Ciências

Orientador: Marcelo Knobel / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Fisica Gleb Wataghin / Made available in DSpace on 2018-08-04T01:56:42Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Brandl_AnaLucia_D.pdf: 5290468 bytes, checksum: 32290a7675f89cf9c2a2ea53be70c6fb (MD5) Previous issue date: 2004 / Resumo: Sistemas magnéticos granulares são constituídos de pequenas partículas magnéticas imersas numa matriz não magnética. Essas partículas têm formas e tamanhos variados, eixos de anisotropia variados e orientados aleatoriamente e, dependendo do tipo de matriz (isolante ou condutora) e da concentração do material magnético, diferentes tipos de interações magnéticas podem estar presentes. Esses materiais apresentam diversas propriedades físicas interessantes, como magneto-resistência gigante e efeito Hall gigante. Devido à complexidade desses sistemas, a sua magnetização só pode ser calculada analiticamente em dois casos limites: quando a temperatura é zero (modelo Stoner-Wohlfarth) ou quando a temperatura é alta (modelo de Langevin). Embora o modelo de Langevin seja aplicado com bastante sucesso para temperaturas acima da temperatura de bloqueio média (TB) do sistema, mostramos nesse trabalho que os resultados podem ser enganosos, fornecendo parâmetros estruturais muito diferentes dos reais. Essas discrepâncias podem ser atribuídas a efeitos de interações magnéticas e a efeitos de anisotropia, ambos desconsiderados no formalismo de Langevin. Os principais resultados experimentais apresentados nesta dissertação foram obtidos de um conjunto de filmes granulares do tipo metal-isolante, com partículas nanocristalinas de Co imersas numa matriz amorfa de SiO2, fabricados por evaporação catódica. A caracterização magnética foi realizada através de medidas de magnetização em função do campo, susceptibilidade resfriada com e sem campo magnético aplicado e magnetização termo-remanente. A caracterizção estrutural foi realizada através de medidas de microscopia de transmissão de elétrons, difração de raio-x e espalhamento de raio-x a baixo ângulo / Abstract: Granular magnetic systems are formed by magnetic grains whose size is of the order of a few nanometers, embedded in a non-magnetic (insulating or metallic) matrix. These ultrafine particle systems present size, shape, and anisotropy distributions, besides randomly orientated easy directions. Magnetic interactions always exist, being stronger or weaker according to the volume concentration and the matrix type. These systems have shown interesting magnetotransport properties, as giant magnetoresistance and giant Hall effect. Owing to the inherent complexity of the nanostructure, the magnetization can be analytically calculated only in two limiting cases: when T = 0 (Stoner-Wohlfarth model) or for high temperatures (Langevin model). The Langevin model presents very good results when applied at temperatures higher than the mean blocking temperature (TB) of the system. However this adequacy can be just apparent: the obtained structural parameters are very different from the real ones, as we show in this work. These discrepancies can be attributed to magnetic interactions andanisotropy effects, both unconsidered in the Langevin formalism. The main results presented in this thesis were obtained from a set of metal-insulator granular films, composed of Co nanoparticles immersed in an amorphous SiO2 matrix. The films were produced by magnetron co-sputtering. The magnetic characterization was perfomed with magnetization loops, zero-field cooled and field cooled susceptibilities, and thermoremanent magnetization. The microstructural characterization was done by transmission electron microscopy, x-ray diffraction, and small angle x-ray scattering / Doutorado / Física / Doutor em Ciências

Fitas magnéticas amorfas vêm demonstrando uma ampla variedade de aplicações sensoriais devido às suas propriedades magnéticas. A capacidade de serem interrogadas remotamente permite sua aplicação em locais onde limitações físicas impedem o uso de sensores com conexões cabeadas. A capacidade de adquirirem uma anisotropia magnética transversal através de tratamentos térmicos, sob campo magnético e/ou tensão, é o que torna esses materiais atraentes para a aplicação em sensores magnetostrictivos de deformação com acesso remoto. Os materiais avaliados neste trabalho, Metglas 2826MB3, Yeke 1k501, Yeke 1k501a, Vitrovac 7600, Vitroperm 800 e as fitas de EAS Tags, apresentavam curvas de magnetização características de materiais que não possuem uma anisotropia magnética transversal. Isto serviu de motivação para a realização de tratamentos termomagnéticos. Os tratamentos foram realizados sob campo magnético transversal de aproximadamente 500 Oe e nas temperaturas de 235, 275, 315 e 350˚C por tempos de 15, 30 e 60 minutos, com um forno construído em laboratório. Isto resultou em melhorias consideráveis na forma de suas curvas ΔE, tornando-as mais assimétricas e aumentando as variações de frequência que estes materiais podem apresentar. Os tratamentos resultaram também em curvas M-H lineares, susceptibilidade magnética constante até a saturação. Foi construída uma bancada para aplicação de tensões de até 30 MPa nas amostras. A maior assimetria das curvas ΔE para o par ressonador e transdutor (partes componentes do sensor de deformação) permitiu maior resposta de variação de frequência de ressonância do sensor durante testes de tração. No melhor dos casos, uma variação de frequência superior a 5 kHz foi detectada para deformações de aproximadamente 260 ppm, ao se utilizar um par ressonador e transdutor de Metglas 2826MB3 tratados termomagneticamente. Medindo-se as curvas ΔE de uma fita de Metglas 2826MB3, tratada, sobre substratos de aço 1010, material magneticamente mole, observou-se que as mesmas ainda estavam presentes. Porém, apresentam sua forma alterada devido à interação com aço. Simulações realizadas com o software FEMM, auxiliaram na compreensão de fenômenos ocorridos nos testes de deformação e na interação entre a fita e os substratos magnéticos moles. / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior, CAPES. / Magnetic amorphous ribbons have a great variety of sensorial applications due to their magnetic properties. The possibility of being remotely queried allows their application in cases where sensors with wired connections present a physical limitation. The capability of acquiring a transverse magnetic anisotropy through thermal treatments, under applied magnetic field and/or stress, is what makes these materials attractive for application in magnetostrictive strain-gauges. The materials studied in this work, Metglas 2826MB3, Yeke 1k501, Yeke 1k501a, Vitrovac 7600, Vitroperm 800 and a commercial EAS Tags, presented magnetization curves with characteristics of materials with reduced transverse magnetic anisotropy. This was the motivation to carry out thermomagnetic treatments. The treatments were carried out under a magnetic field of approximately 500 Oe, using temperatures of 235, 275, 315 and 350˚C, for periods of 15, 30 and 60 minutes, in a home-made oven. The treatments resulted in considerable improvements on the shape of the ΔE curves, making them more asymmetric and increasing the frequency variations that these materials can present. The treatments also resulted in linear M-H curves, with constant magnetic susceptibility until saturation. A system for the application of stresses up to 30 MPa on the samples was built. ΔE curves with greater asymmetry for the pair resonator transducer (components of the strain-gauge) allowed a greater resonance frequency variation response of the sensor during strain tests. In the best case, a frequency variation above 5 kHz was detected for deformations of approximately 260 ppm, when the pair resonator transducer made of thermomagneticaly treated Metglas 2826MB3 was used. The measurements of the ΔE curves of a treated Metglas 2826MB3 ribbon, placed over 1010 steel substrates, soft magnetic material, showed that they were still detectable. However, their form was altered due to the magnetic interaction with the steel. Simulations made using the software FEMM, helped to understand the observed phenomena during the strain tests and the interaction between the ribbon and the soft magnetic substrates.

Orientadores: Narcizo Marques de Souza Neto, Flávio César Guimarães Gandra / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Física Gleb Wataghin / Made available in DSpace on 2018-08-26T19:21:43Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Reis_RicardoDonizethdos_D.pdf: 10140891 bytes, checksum: 060b8807511ae67be03dba829dddacaf (MD5) Previous issue date: 2015 / Resumo: Os resultados apresentados nesta tese mostram a potencialidade do uso das técnicas de espectroscopia de absorção de raio X no estudo das hibridizações (4f,5f )/(5d,6d) em compostos intermetálicos ajudando no entendimento de diversos fenômenos físicos. Na primeira parte do trabalho utilizamos as técnicas de espectroscopia para estudar o comportamento da valência e do magnetismo no composto de EuPt2Si2 quando submetido à pressão. Ao contrário do previamente reportado na literatura nossos resultados mostram que o composto de EuPt2Si2, encontra-se nas vizinhanças de um ponto crítico quântico de flutuação de valência, e a valência do íon de Eu, que é de 2.2 ã pressão ambiente, aumenta com o incremento da pressão se tornando 3+ para pressões maiores do que 15 GPa. A mudança de valência diminuiu o número de íons magnéticos da amostra o que provoca um colapso do seu momento magnético. Nossos dados suportados por cálculos de densidade de estados eletrônicos mostram que o processo de transição de valência ocorre com uma transferência de carga entre os níveis 4f e 5d do Európio, acompanhado de uma maior localização dos orbitais 5d do Eu, fazendo com que as cargas inicialmente compartilhadas pelos íons de Eu/Pt/Si se localizem no orbital 5d do Eu. Na segunda parte desta tese nós mostramos, até nosso conhecimento, os primeiros resultados de dicroísmo circular magnético de raios X (XMCD) nas bordas L2,3 do Urânio. Foram estudados os compostos de UM2(M=Ga,Ge) e UX(X=Te,Se) para os quais foi observada uma gigante contribuição quadrupolar nos espectros de dicroísmo na borda L3. Descrevemos uma metodologia associando a técnica de dicroísmo circular magnético com simulações da estrutura eletrônica usando teoria do funcional densidade (DFT), para estudar o grau de hibridização entre os orbitais 5f-6d e obter informações a respeito do caráter itinerante/localizado do magnetismo de cada um dos compostos. Por fim, a seletividade ao elemento químico da técnica de XMCD foi aplicada no estudo do magnetismo dos compostos de UCu2Si2 e UMn2Si2. A partir dos espectros de XMCD nas bordas L3 do Urânio e K do Cu e do Mn, mostramos que ao contrário do previamente reportado na literatura, tanto o Urânio como os metais 3d nesses materiais apresentam um momento magnético não nulo e que as hibridizações entre os níveis 5f e 3d regulam as propriedades magnéticas nestes dois materiais. Além disso, mostramos que no composto UCu2Si2 o momento magnético oriundo dos níveis 5f (contribuição quadrupolar do XMCD) é antiparalelo ao momento dos níveis 6d (contribuição dipolar do XMCD) / Abstract: The results reported in this thesis show the potential for the use of X-ray Absorption Spectroscopy (XAS) technique on the study of (4f,5f )/(5d,6d) hybridization in intermetallic compounds aiding the understanding of many physical phenomena. On the first part of this thesis, in order to probe the changes in the valence state and magnetic properties of EuPt2Si2 compound under extreme pressure, x-ray absorption near-edge spectroscopy (XANES) and x-ray magnetic circular dichroism (XMCD) were carried out. The XANES spectrum exhibitx a strong dependence with temperature and pressure. Contrary to previous reports, Eu was found to change the valence with the increase of the pressure from divalent to the trivalent state. The change in valence reduced the number of magnetic ions of the sample which causes a collapse of its magnetic moment. Density functional theory has been applied to give insight into the pressure-induced changes in Eu valence and the magnetic ordering on this compound. In the second part of this thesis we show, to the best of our knowledge, the first results of magnetic circular dichroism in Uranium L2,3 edges. A giant quadrupolar contribution was observed in U-L2,3 edges x-ray magnetic circular dichroism of a few representative Uranium compounds (UGa2, UGe2, UTe and USe). We support the spectroscopic data with density functional theory to assess the degree of 5f -6d electronic hybridization and the degree of itineracy/localization of 5f electrons in each of the compounds. Finally, we use the element and orbital selectivity of XANES and XMCD measurements combined on U-L3 and Cu and Mn K absorption edges to probe the eletronic and magnetic properties of the UMn2Si2 and UCu2Si2 compounds. Our results show that both Uranium and 3d elements present magnetic moment and therefore the 5f /3d hybridization regulates the magnetic properties on these compounds. Furthermore, we show for UCu2Si2 compound the aligment of magnetic moments of U 5f and U 6d orbitals is antiparallel / Doutorado / Física / Doutor em Ciências

Orientador: Kleber Roberto Pirota / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Física Gleb Wataghin / Made available in DSpace on 2018-08-28T03:20:57Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Brollo_MariaEugeniaFortes_M.pdf: 2851149 bytes, checksum: 47602eed8bc518fc96924d8adc494cfc (MD5) Previous issue date: 2015 / Resumo: O interesse desta dissertação está em encontrar novos sistemas de nanopartículas, estudar suas propriedades estruturais e magnéticas, modificar as sínteses já conhecidas pela academia e tentar aplicar esses sistemas em uma técnica chamada hipertermia, um tratamento alternativo para câncer. Foram produzidos 3 tipos de nanopartículas. O primeiro tipo são nanopartículas somente de magnetita (Fe3O4) que estão subdivididas em mais 3 categorias, com distintas geometrias. A segunda estrutura são os heterodímeros, compostos por prata e magnetita. O terceiro são nanopartículas do tipo "core-shell", onde o núcleo é composto por nanopartículas de prata, cobertas com uma camada de magnetita. A ideia de fazer estas sínteses distintas era de contribuir com o conhecimento do mecanismo de formação destas estruturas. A magnetita foi escolhida devido suas características magnéticas, podendo ser manipulada através de um campo magnético baixo, sua síntese ser relativamente fácil e com custo baixo, e suas potenciais aplicações na área biomédica. A prata foi escolhida por ser um metal nobre, por ter um custo menor que o ouro e por possuir propriedades óticas interessantes. A dissertação se foca no estudo magnético, deixando a parte óptica para trabalhos futuros / Abstract: The interest of this work is to find new nanoparticle systems, to study their structural and magnetic properties, to modify the synthesis protocol already known by the academia and to try to apply these systems in a technique called hyperthermia, an alternative treatment for cancer. Were produced 3 types of nanoparticles, the first being nanoparticles of plain magnetite (Fe3O4) which are subdivided into 3 more categories, with different geometries. The second structure are heterodimers composed of silver and magnetite. The third one are core-shell nanoparticles wherein the core consists of silver nanoparticles, covered with a magnetite layer. The idea of making these different syntheses was to contribute to the knowledge of the formation mechanism of these structures. Magnetite was chosen because its magnetic characteristics: it can be manipulated by a low magnetic field, its synthesis is relatively easy and low cost, and its potential applications in the biomedical field. Silver was chosen because it is a noble metal, having a lower cost than gold and having interesting optical properties. This work focuses on magnetic study, leaving the optical part for future research / Mestrado / Física / Mestra em Física / 150686/2013-7 / 2013/13275-8 / 1186368 / CNPQ / FAPESP / CAPES

Orientador: Gaston Eduardo Barberis / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Fisica Gleb Wataghin / Made available in DSpace on 2018-09-11T21:02:17Z (GMT). No. of bitstreams: 1 MorenoSalazar_NelsonOrlando_D.pdf: 2044778 bytes, checksum: ce923740927e8df60d16125355bea882 (MD5) Previous issue date: 2000 / Resumo: Nesta tese, tem-se estudado três diferentes sistemas magnéticos de atual interesse; (i) Os compostos de Li3Fe2(AsO4)3 - x(PO4)x pertencem à família de eletrólitos sólidos que despertam grande interesse por seu grande número de aplicações em dispositivos eletroquímicos de estado sólido. As medidas de magnetização dc/ac, ressonância paramagnética eletrônica, EPR e Mossbauer mostram que esses compostos ordenam antiferromagneticamente a 35.5 K, 33 K, 32 K, 31 K e 29 K para x = 0, 1, 1.5, 2 e 3, respectivamente. Abaixo destas temperaturas uma componente ferromagnética fraca que diminui com a temperatura é observada. Esses resultados são explicados pela competção entre duas sub-redes diferentes correspondentes aos sítios Fe(1) e Fe(2). A componente ferromagnética fraca origina-se da compensação incompleta do arranjo colinear dos momentos (weak ferrimagnetism) para x = 3 e por um canting leve dos momentos magnéticos no estado ordenado (weak ferromagnetismo para os compostos de arsenato.(ii) O sistema biológico do complexo de cobre do aminoácido L-aspártico, Cu(L-asp) que apresenta um comportamento da baixa dimensionalidade como consequência do arranjo dos íons de Cu no aminoácido, é de importância na biofísica. Medidas de magnetização entre 1.8 K e 300 K e calor especifico entre 1.5 K e 20 K foram realizadas na amostra policristalina Cu(L-asp). Os dados foram ajustados propondo um comportamento característico de uma cadeia linear alternada antiferromagnética com um acoplamento ferromagnético entre cadeias usando a aproximação de campo médio. Cada íon de Cu acopla-se dentro da cadeia ao Cu da direita com uma interação de troca isotrópica Jo/k = -5.3 K, e ao Cu da esquerda com a Jo/k = -1.5 K (a = 0.29). A interação entre cadeias foi J¿/k = 0.7 K. (iii)Foram estudadas as propriedades intrínsecas e extrínsecas da manganita de dupla camada La1.2Sr1.8Mn2O7 por medidas de EPR e de magnetização dc. Encontrou-se um aumento da magnetização, M perto de 300 K, a uma temperatura bem acima de Tc ~ 125 K. A altas temperaturas modos ferromagnéticos, FMR, aparecem. De nossa analise conclui-se que o aumento na M e a FMR se deve à presença de fases Ruddlesden-Popper e não a efeitos intrínsecos como foi reportado por outros autores. Além disso, o campo de ressonância da linha de EPR devido à fase La1.2Sr1.8Mn2O7 apresenta uma anisotropia que depende da temperatura até ~ 450 K. A anisotropia é proporcional a M, independente do conteúdo de fase extrínseca, sendo portanto intrínseca ao sistema / Abstract: In this thesis, we have studied three different magnetic systems of current scientific interest (i) Li3Fe2(AsO4)3 - x(PO4)x compounds belonging to family of the solid electrolytes have attracted a great interest due to its large number of applications in solid state electrochemical devices. The magnetization dc/ac, electron paramagnetic resonance, EPR, and Mossbauer measurements, show that all those compounds order antiferromagnetically at 35.5 K, 33 K, 32 K, 31 K and 29 K for x = 0, 1, 1.5, 2 and 3, respectively. Below these temperatures a component weak ferromagnetic decreasing with the temperature, is observed. Those results are explained by the competition among two different sublattices corresponding to the sites Fe(1) and Fe(2). The weak ferromagnetic component originates from the an incomplete compensation of the arrangement collinear of the moments (weak ferrimagnetism) for x = 3 and for a canting light of the magnetic moments in the state orderly (weak ferrimagnetism) for the compound of arsenate. (ii) The biological system of the compound of copper of the amino acid L-aspartic, Cu(L-asp) that presents a behavior of the low dimensionality as a consequence of the arrangement of the ions of Cu in the amino acid, is of importance in the biophysics. Specific heat, magnetic susceptibility and magnetization measurements were performed in polycrystalline samples of the Cu(L-asp)]. The data were well fitted proposing for Cu(L-asp) a behavior characteristic of an alternating linear chain antiferromagnet. Each S=1/2 copper ion is coupled with an isotropic exchange interaction Jo/k=( - 5.3 ± 0.1) K with one copper neighbor in the chain, and Jo/k =-1.5 K with the other a = 0.29. The interchain ferromagnetic coupling is J¿/k= 0.7 K. (iii) We have performed EPR and dc magnetization measurements on bilayer La1.2Sr1.8Mn2O7 manganite. We found an increase in the magnetization, M, near to 300 K, a temperature well above Tc ~ 125 K. We have observed at theses high temperatures the appearance of new ferromagnetic resonances, FMR. We conclude that the increase in M and the FMR are due to the presence of extrinsic Ruddlesden-Popper phases and not to intrinsic effects as has been claimed. Furthermore, the resonance field of the EPR line due to La1.2Sr1.8Mn2O7 phase presents a measurable temperature-dependent anisotropy up to ~ 450 K / Doutorado / Física / Doutor em Ciências

A aplicação de semicondutores no tratamento de água e efluentes líquidos é uma tecnologia de remediação ambiental promissora, em especial para poluentes orgânicos. Entre os vários semicondutores que também são fotocatalisadores, o TiO2 é amplamente usado em aplicações ambientais, por ser inerte biológica e quimicamente, ter elevado potencial de oxidação, baixo custo e estabilidade frente à corrosão. Entretanto, o TiO2 também tem algumas desvantagens, tais como: ele é excitado apenas por luz UV e requer uma operação unitária adicional (por exemplo, filtração ou centrifugação) para o reuso do catalisador. Para contornar estas limitações, usou-se um procedimento simples para a síntese de um fotocatalisador magnético (Fe3O4/TiO2) com alta área superficial específica e atividade catalítica, quando comparado com o TiO2 P25 da Evonik. O fotocatalisador foi sintetizado através de um procedimento em três etapas: (1) Partículas &alpha;-Fe2O3 foram obtidas por precipitação de uma solução de FeCl3.6H2O 0.01 mol L-1, que foi submetida a uma hidrólise forçada à 100&deg;C por 48 h; (2) Partículas de &alpha;-Fe2O3/TiO2 foram obtidas por heterocoagulação de oxi-hidróxidos de Ti(IV) sobre as partículas de &alpha;-Fe2O3, as quais foram calcinada a 500&deg;C por 2 h; e (3) As partículas \"casaca/caroço\" do fotocatalisador foram obtidas por calcinação a 400&deg;C por 1 h sob atmosfera redutora (H2). A atividade fotocatalítica do material sintetizado foi avaliada aplicando-o no descoramento de uma solução do corante Azul Ácido 9 (C.I. 42090). Os efeitos do pH e da concentração de catalisador foram estimados por meio de um planejamento fatorial 22. Foi obtido um fotocatalisador com área superficial específica de 202 m2 g-1, facilmente separável do meio reacional em aproximadamente 2 min com o auxílio de um ímã. O fotocatalisador apresentou absorção em toda a região do visível. A maior remoção de cor (54%) foi obtida com pH 3,0, 1,0 g L-1 de catalisador e 2 horas de reação. / The use of semiconductors for treating polluted waters and wastewaters is a promising environmental remediation technology, especially for organic pollutants. Among the several semiconductors that are also photocatalysts, TiO2 is extensively used for environmental application, due to its biological and chemical inertness, high oxidation power, low cost, and stability regarding corrosion. However, TiO2 also has some disadvantages, such as: it is only UV-excited and requires an additional unit operation (e.g. filtration or centrifugation) for reuse purposes. In order to work around those limitations, a simple procedure for synthesizing a magnetic photocatalyst (Fe3O4/TiO2), with high specific surface area and good photocatalytic activity when compared to Evonik\'s TiO2 P25, was used. The photocatalyst was synthesized in a three-step procedure: (1) &alpha;-Fe2O3 particles were obtained, by precipitation, from FeCl3.6H2O 0.01 mol L-1, which underwent a forced acid hydrolysis at 100&deg;C for 48 h; (2) &alpha;-Fe2O3/TiO2 particles were obtained, by heterocoagulation, of Ti(IV) oxide species on the &alpha;-Fe2O3, followed by calcination at 500&deg;C for 2 h; and (3) The core/shell photocatalyst particles were obtained by calcination the &alpha;-Fe2O3/TiO2 particles at 400&deg;C for 1 h under reducing atmosphere (H2). The photocatalytic activity of the synthesized material was assessed by the color removal of an Acid Blue 9 (C.I. 42090) dye solution. pH and catalyst dosage effects were estimated by a 22 factorial design. Fe3O4/TiO2 core/shell particles with specific surface area of 202 m2 g-1were obtained. They were easily separated from the reaction medium, in approximately 2 min, with the aid of a magnet. The photocatalyst absorbed radiation throughout the visible spectrum. The greatest color removal (54%) was achieved with pH 3.0, 1.0 g L-1 of photocatalyst, and 2 h of reaction.