L'utilisation de systèmes moléculaires individuels pouvant jouer le rôle de composants avec des fonctions électroniques ou logiques requiert des interfaces parfaitement contrôlées. Plus précisément, le support sur lequel ces systèmes sont déposés et les électrodes métalliques qui permettent de contacter une molécule individuelle, sont des interfaces qui nécessitent un soin d'élaboration particulier. La croissance d'îlots bidimensionnels (2d) de métaux sur un isolant monocristallin permet de générer des nano-plots 2d pouvant servir de réservoirs d'électrons en minimisant les courants de fuite en surface. Ainsi, il apparaît capital de bien comprendre les modes de croissance des systèmes métal/isolant qui sont à l'heure actuelle mal connus. Ce travail de thèse s'attache à décrire et à expliquer la croissance de différents métaux sur la surface de l'AlN(0001) polaire, qui est un composé nitrure à grand gap, par des calculs basés sur la théorie de la fonctionnelle de la densité (DFT).Dans un premier temps, une description approfondie des différentes surfaces du nitrure d'aluminium est présentée. Des calculs DFT ont permis de rationaliser les reconstructions en fonction des conditions expérimentales. La reconstruction (2 x 2)-Nad est discutée, puisqu'elle a été observée en microscopie à force atomique. Dans un deuxième temps, le cas du dépôt d'atomes d'or est abordé en connexion avec des résultats expérimentaux. Les calculs DFT donnent un aperçu des mécanismes qui conduisent à la stabilisation d'îlots 2d sur l'AlN. L'adsorption d'or s'accompagne, d'une part, d'un transfert de charge vertical provenant du substrat d'AlN, ce qui satisfait au critère de stabilité électrostatique pour un matériau polaire et, deuxièmement, par des transferts de charges horizontaux reliés aux propriétés acido-basiques locales de la reconstruction (2 x 2)-Nad. Enfin, des calculs effectués sur deux autres métaux, le magnésium et l'argent, sont exposés. Ces résultats ouvrent la voie à de nouvelles stratégies utilisant des substrats polaires pour développer des monocouches métalliques sur des substrats isolants. / The use of individual molecular systems that can act as components with electronic or logical functions requires perfectly controlled interfaces. More precisely, the support on which these systems are deposited and the metal electrodes that allow to contact an individual molecule, are interfaces that require special care in preparation. The growth of two-dimensional (2d) islands of metals on a monocrystalline insulator allows to generate 2d nano-pads that can be used as electron reservoirs by minimizing surface leakage currents. Thus, it is essential to understand the growth modes of metal/insulating systems which are at present poorly known. This work aims at describing and explaining the growth of different metals on the surface of the polar AlN (0001), which is a large gap nitride compound, by calculations based on density functional theory (DFT). In a first step, a detailed description of the various surfaces of the aluminum nitride is presented. DFT calculations permit to rationalize the reconstructions according to the experimental conditions. The (2 x 2)-Nad reconstruction is discussed, since it was observed by atomic force microscopy. In a second step, the case of the deposit of gold atoms is tackled in connection with experimental results. DFT calculations give an overview of the mechanisms that lead to the stabilization of 2d islands on AlN. The adsorption of gold is accompanied, on the one hand, by a vertical charge transfer from the AlN substrate, which satisfies the electrostatic stability criterion for a polar material and, on the other hand, by horizontal charge transfers related to the local acid-base properties of the (2 x 2)-Nad reconstruction. Finally, calculations made on two other metals, magnesium and silver, are exposed. These results open the way to new strategies using polar substrates to develop metallic monolayers on insulating substrates.

Este trabalho mostra a comparação dos efeitos das falhas provocadas pelos Single-Event Effects em dispositivos 28nm FDSOI, 28nm FDSOI High-K e 32nm Bulk CMOS e células de memória 6T SRAM feitas com estes dispositivos. Para conseguir isso, foram usadas ferramentas TCAD para simular falhas transientes devido a impacto de íons pesados a nível dispositivo e nível circuito. As simulações neste ambiente tem como vantagem a simulação dos fatos e mecanismos que produz as falhas transientes e seus efeitos nos dispositivos, além de também servir para projetar virtualmente estes dispositivos e caraterizar eles para estas simulações. Neste caso, foram projetados três dispositivos para simulação: um transistor NMOS de 32nm Bulk, um transistor NMOS de 28nm FDSOI e um transistor NMOS de 28nm FDSOI High-K para fazer comparações entre eles. Estes dispositivos foram projetados, caraterizados e testados contra o impacto de íons pesados a níveis dispositivo e circuito. Como resultado obtido, transistor Bulk de 32nm teve, no pior caso, uma carga coletada de 7.57 e 7.19 vezes maior que a carga coletada pelo dispositivo FDSOI de 28nm e FDSOI High-K de 28nm respectivamente atingido pelo mesmo íon pesado de 100MeV-cm2/mg. Com estes dados foi possível modelar o comportamento da carga coletada de ambos dispositivos usando este íon pesado, atingindo os terminais de Fonte e Dreno em distintos lugares e ângulos. Usando a mesma ferramenta e os dados obtidos de carga coletada pelos testes anteriores, foram projetadas células de memória SRAM de 6 transistores. Isso foi para testar elas contra os efeitos do impacto de íons pesados nos transistores NMOS de armazenagem da dados. Neste caso, a Transferência Linear de Energia (LET) do íon necessária para fazer que o dado armazenado na SRAM Bulk mude é 12.8 vezes maior que no caso da SRAM FDSOI e 10 maior no caso da SRAM FDSOI High-K, embora a quantidade de carga coletada necessária para que o dado mude em ambas células seja quase a mesma. Com estes dados foi possível modelar os efeitos dos íons pesados em ambos circuitos, descobrir a Carga Crítica destes e qual é o mínimo LET necessário para que o dado armazenado nestas SRAMs mude. / This work shows a comparison of faults due to Single-Event Effects in 28nm Fully Depleted SOI (FDSOI), 28nm FDSOI High-K and 32nm Bulk CMOS devices, and in 6T SRAM memory cells made with these devices. To provide this, was used TCAD tools to simulate transient faults due to heavy ion impacts on device and circuit levels. The simulations in that environment have the advantage to simulate the facts and mechanisms which produce the transient faults and this effects on the electronic devices, it also allow to simulate the virtual device fabrication and to characterize them. In this case, two devices were created for the simulations: a 32nm Bulk NMOS transistor and a 28nm FDSOI NMOS transistor for compare them. These devices were created, characterized and tested against heavy ion impacts at device and circuit levels. The results show that 32nm Bulk transistor has, in the worst case, a collected charge 7.57 and 7.19 times greater than the 28nm FDSOI and 28nm FDSOI High-K respectively collected charge with the same 100MeV-cm2/mg heavy ion. With these data it was possible to model the behavior of the collected charge in both devices with the same heavy-ion, reach the Source and Drain Terminal in different places and angles. Using the same tools and the obtained collected charge data of previous simulations, it was designed 6 transistors SRAM Memory Cells. That is done to test these circuits against the heavy ion effects on the data-storage NMOS transistor. In this case, the necessary Ion Linear Energy Transfer (LET) to flip the Bulk SRAM is 12.8 greater than the FDSOI SRAM and 10 times greater than the FDSOI High- K SRAM case, although the amount of charge to flip the cells is almost the same in both cases. With these data it was possible to model the heavy-ion effects in both circuits, discover the Critical Charge of them and the minimum LET to flips these SRAMs.

The vanadium dioxide (VO2) shows a metal-insulator transition (MIT) near the room temperature with huge changes in its electrical and optical behavior. Both the electrical and optic properties, and even the transition temperature, depend on the morphologic characteristics of the metal. In this work, vanadium oxide nanolayers were deposited onto glass substrate by reactive magnetron sputtering. The aim was to obtain the best deposition parameters, like substrate temperature (Ts) and oxygen partial pressure (PO2), for the VO2M1 phase synthesis. Samples deposited with oxygen partial pressures ranging from 10 to 20% of the total pressure, and Ts=400°C, have shown metal insulator transition when submitted to a 550°C ex-situ thermal treatment. The analysis of the x-ray diffraction spectra has shown that all the samples were formed simultaneously by more than one phase of vanadium oxides. Moreover, we identify a reciprocal correspondence between the 2q = 27,8° peak, corresponding to (011) plan in VO2M1, and the MIT transition. The measured resistance in samples with VO2M1, in the temperature range of 25 to 100°C, showed variations of almost three orders of magnitude. The transition critical temperature took place between 59 and 82°C and the hysteresis loops width ranged between 9 and 13°C / O dióxido de Vanádio (VO2) apresenta uma transição metal isolante (MIT) próxima da temperatura ambiente com uma grande variação em suas propriedades elétricas e ópticas. Tanto as propriedades elétricas e ópticas quanto a própria temperatura de transição dependem das características morfológicas do material. Neste trabalho, nano-camadas de óxido de Vanádio foram produzidas sobre substratos de vidro pela técnica de magnetron sputtering reativo, visando determinar os parâmetros de deposição, em especial a temperatura do substrato (Ts) e pressão parcial de Oxigênio (PO2), adequadas para a obtenção da fase VO2M1. Amostras depositadas com pressões parciais de Oxigênio entre 10 e 20% da pressão total e Ts=400°C apresentaram MIT quando submetidas a tratamentos térmicos ex-situ a 550°C. A análise dos espectros de difração de raios-x mostrou que houve formação de mais de uma fase simultaneamente em todas as amostras, no entanto há uma correspondência recíproca entre o pico de difração de raios-x em 2q = 27,8° , correspondente ao plano (011) do VO2M1, e a transição MIT na resistividade. As medidas de resistência em função da temperatura, realizadas entre 25 e 100°C, mostraram, nas amostras com VO2M1, transição com variação na resistência em até três ordens de grandeza com temperaturas críticas entre 59 e 82°C e curvas de histerese com larguras entre 9 e 13°C

Cette thèse porte sur la caractérisation et l'étude du magnéto-transport sur les structures de type HgTe/CdTe sous contraintes développant un transport de surface topologique tout en étant isolant en volume ; on nomme cette nouvelle classe de matériau isolant topologique 3D.Je développerai dans cette thèse la caractérisation et définition d'un isolant topologique 2D/3D pour ensuite me focalise plus particulièrement sur les systèmes II-VI HgTe/CdTe.Une partie de la thèse développe les conditions de croissance réalisées au CEA/Leti ainsi que la caractérisation du matériau par rayon X. La structure de bande des surfaces est caractérisée par ARPES.Une troisième partie traite de la fabrication des barres de Hall nécessaires à la caractérisation du comportement topologique des surfaces. La partie développement expérimentale est également fournie.La dernière partie traite du magnétotransport réalisé avec ces barres de Hall à faible et fort champ magnétique. Le comportement ambipolaire, une phase de Berry non triviale, l'antilocalisation faible et l'effet Hall quantique entier dans ces structures sont abordés tout tentant de fournir une interprétation des résultats obtenus. / This report deal with caracterisation of magnetotransport in HgTe/CdTe structures bulk strained in that a topological surface transport is predicted. This new kind of material is a 3D topological insulator.In this thesis, I will explain what means 3D/2D topological insulator before focusing on II-VI system lijke HgTe/CdTe.Next, I will discuss about growing conditions performed in CEA/Leti and then material caracterisation by X-ray. Surfaces band structures were also, observed by ARPES, underligned in the report.A third part deal with Hall bars design and conception in order to emphasize topological behavior of these surfaces.The last part shows the results obtained on these Hall bars with magnetotransport at low and high magnetic field. Ambipolaire behaviour, non trivial Berry phase, weak antilocalization and the interger quantum hall effect in HgTe/CdTe structures are studied and a possible interpretation of these results are given.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / In earlier work done at the Laboratory of Magnetism and Magnetic Materials in Santa Maria, spectroscopy measurements of electrical impedance between 100 kHz and 1 GHz were a function of temperature in VO2 thin films along the metal insulator transition undergone by this material. These results suggested [127] that the Impedance Spectroscopy can be a useful tool to separate the contributions from those intrinsic material generated by morphological characteristics. For that such possibility could be actually realized, technological improvements were introduced in the system deposited by Magnetron Sputtering at Laboratory of Magnetism and Magnetic Materials as the addition of a Residual Gas Analyzer and improvements in the heating substrate holder. Spectroscopy measurements were performed in a wider range of frequencies and relaxation times extracted from them were compared with the structural characteristics of the samples obtained by X-ray diffraction and Atomic Force Spectroscopy. / Em trabalhos anteriores realizados no Laboratório de Magnetismo e Materiais Magnéticos em Santa Maria, medidas de espectroscopia de impedância elétrica entre 100 kHz e 1 GHz foram realizadas em função da temperatura em filmes finos de VO2, ao longo da transição metal isolante sofrida por este material. Estes resultados sugeriram [127] que a Espectroscopia de Impedância pode ser uma ferramenta útil para separar as contribuições intrínsecas do material daquelas geradas por características morfológicas. Para que tal possibilidade pudesse ser realmente efetivada, foram introduzidas melhorias técnicas no sistema de deposição por Magnetron Sputtering do Laboratório de Magnetismo e Materiais Magnéticos como a adição de um Analisador de Gás Residual e aperfeiçoamentos no sistema de aquecimento do porta substrato. Foram realizadas medidas de espectroscopia numa faixa mais ampla de freqüências e os tempos de relaxação delas extraídos. Essas medidas foram comparadas com as características estruturais das amostras obtidos por difração de Raios X e Espectroscopia de Força Atômica.

Submitted by Bruna Rodrigues (bruna92rodrigues@yahoo.com.br) on 2016-09-20T13:42:59Z No. of bitstreams: 1 DissPCDM.pdf: 3450913 bytes, checksum: 84b54d1d49257840a2f202608f7dba57 (MD5) / Approved for entry into archive by Marina Freitas (marinapf@ufscar.br) on 2016-09-21T13:02:19Z (GMT) No. of bitstreams: 1 DissPCDM.pdf: 3450913 bytes, checksum: 84b54d1d49257840a2f202608f7dba57 (MD5) / Approved for entry into archive by Marina Freitas (marinapf@ufscar.br) on 2016-09-21T13:02:26Z (GMT) No. of bitstreams: 1 DissPCDM.pdf: 3450913 bytes, checksum: 84b54d1d49257840a2f202608f7dba57 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-09-21T13:02:33Z (GMT). No. of bitstreams: 1 DissPCDM.pdf: 3450913 bytes, checksum: 84b54d1d49257840a2f202608f7dba57 (MD5) Previous issue date: 2015-10-26 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) / The present work is based on the literature related to the Bi2Se3 compound, which is present in current researches as a topological insulator and is also well known for thermoelectricity applications. In this work the electrochemical synthesis of a material containing Bi, Se and X (X = Cu, Fe or Co) was carried out searching for a composition of Bi and Se in accordance with the stoichiometry of Bi2Se3. The third element, X, was used in the electrodeposition baths considering the Bi2Se3 literature, which presents doping and interaction with other elements for this compound. The synthesis conditions were determined based on studies using cyclic voltammetry. The main material studied was the ternary compound containing Bi, Se and Cu. The films obtained were characterized using scanning electron microscopy, energy dispersive x-ray spectroscopy, x-ray diffraction and Raman spectroscopy. It was found out that baths containing sulfuric acid were adequate for obtaining films of Bi, Se and Cu but a bath containing glycerol and sodium citrate was necessary for including Fe on the material. Some magnetic properties of the films obtained were also studied and paramagnetic behaviour was observed for the samples. / O presente trabalho fundamente-se na literatura relacionada com o composto Bi2Se3. Esse composto está presente na literatura atual de isolantes topológicos e também é conhecido por suas propriedades termoelétricas. Nesse trabalho foi realizada a síntese eletroquímica de um material contendo Bi, Se e X (X = Cu, Fe or Co) buscando obter composições de Bi e Se adequadas à estequiometria do Bi2Se3. O terceiro elemento, X, foi utilizado nos banhos de eletrodeposição considerando estudos da literatura para o Bi2Se3 que tratam de sua dopagem ou interação com outros elementos. As condições de síntese foram determinadas com base em estudos utilizando voltametria cíclica. O principal material estudado foi o composto ternário de Bi, Se e Cu. Os filmes obtidos foram caracterizados por microscopia eletrônica de varredura, espectroscopia dispersiva de raios X, difração de raios X e espectroscopia Raman. Foi verificado que banhos contendo ácido sulfúrico foram adequados para obter filmes de Bi, Se e Cu, mas um banho contendo glicerol e citrato de sódio foi necessário para incluir Fe no material. Algumas propriedades magnéticas dos filmes obtidos também foram estudadas e o comportamento paramagnético foi observado para as amostras.

Este trabalho mostra a comparação dos efeitos das falhas provocadas pelos Single-Event Effects em dispositivos 28nm FDSOI, 28nm FDSOI High-K e 32nm Bulk CMOS e células de memória 6T SRAM feitas com estes dispositivos. Para conseguir isso, foram usadas ferramentas TCAD para simular falhas transientes devido a impacto de íons pesados a nível dispositivo e nível circuito. As simulações neste ambiente tem como vantagem a simulação dos fatos e mecanismos que produz as falhas transientes e seus efeitos nos dispositivos, além de também servir para projetar virtualmente estes dispositivos e caraterizar eles para estas simulações. Neste caso, foram projetados três dispositivos para simulação: um transistor NMOS de 32nm Bulk, um transistor NMOS de 28nm FDSOI e um transistor NMOS de 28nm FDSOI High-K para fazer comparações entre eles. Estes dispositivos foram projetados, caraterizados e testados contra o impacto de íons pesados a níveis dispositivo e circuito. Como resultado obtido, transistor Bulk de 32nm teve, no pior caso, uma carga coletada de 7.57 e 7.19 vezes maior que a carga coletada pelo dispositivo FDSOI de 28nm e FDSOI High-K de 28nm respectivamente atingido pelo mesmo íon pesado de 100MeV-cm2/mg. Com estes dados foi possível modelar o comportamento da carga coletada de ambos dispositivos usando este íon pesado, atingindo os terminais de Fonte e Dreno em distintos lugares e ângulos. Usando a mesma ferramenta e os dados obtidos de carga coletada pelos testes anteriores, foram projetadas células de memória SRAM de 6 transistores. Isso foi para testar elas contra os efeitos do impacto de íons pesados nos transistores NMOS de armazenagem da dados. Neste caso, a Transferência Linear de Energia (LET) do íon necessária para fazer que o dado armazenado na SRAM Bulk mude é 12.8 vezes maior que no caso da SRAM FDSOI e 10 maior no caso da SRAM FDSOI High-K, embora a quantidade de carga coletada necessária para que o dado mude em ambas células seja quase a mesma. Com estes dados foi possível modelar os efeitos dos íons pesados em ambos circuitos, descobrir a Carga Crítica destes e qual é o mínimo LET necessário para que o dado armazenado nestas SRAMs mude. / This work shows a comparison of faults due to Single-Event Effects in 28nm Fully Depleted SOI (FDSOI), 28nm FDSOI High-K and 32nm Bulk CMOS devices, and in 6T SRAM memory cells made with these devices. To provide this, was used TCAD tools to simulate transient faults due to heavy ion impacts on device and circuit levels. The simulations in that environment have the advantage to simulate the facts and mechanisms which produce the transient faults and this effects on the electronic devices, it also allow to simulate the virtual device fabrication and to characterize them. In this case, two devices were created for the simulations: a 32nm Bulk NMOS transistor and a 28nm FDSOI NMOS transistor for compare them. These devices were created, characterized and tested against heavy ion impacts at device and circuit levels. The results show that 32nm Bulk transistor has, in the worst case, a collected charge 7.57 and 7.19 times greater than the 28nm FDSOI and 28nm FDSOI High-K respectively collected charge with the same 100MeV-cm2/mg heavy ion. With these data it was possible to model the behavior of the collected charge in both devices with the same heavy-ion, reach the Source and Drain Terminal in different places and angles. Using the same tools and the obtained collected charge data of previous simulations, it was designed 6 transistors SRAM Memory Cells. That is done to test these circuits against the heavy ion effects on the data-storage NMOS transistor. In this case, the necessary Ion Linear Energy Transfer (LET) to flip the Bulk SRAM is 12.8 greater than the FDSOI SRAM and 10 times greater than the FDSOI High- K SRAM case, although the amount of charge to flip the cells is almost the same in both cases. With these data it was possible to model the heavy-ion effects in both circuits, discover the Critical Charge of them and the minimum LET to flips these SRAMs.

Amostras policristalinas de La(5/8-y)Pr(y)Ca(3/8)MnO(3); 0 y 0.625; foram produzidas pelo método da mistura estequiométrica de óxidos e tratadas termicamente ao ar a 1400 oC. As amostras foram caracterizadas através de medidas de difração de raios-X, resistividade elétrica rho(T), susceptibilidade magnética chi(T) e magnetorresistividade rho(T, H = 50 kOe). Os resultados das análises dos diagramas de raios-X indicaram que os materiais são de fase única e que houve uma substituição efetiva de La por Pr no sítio A ao longo da série. Medidas de rho(T) e chi(T) revelaram que a temperatura de transição de fase metal-isolante TMI e temperatura de Curie TC decrescem com o aumento da concentração y e que a resistividade residual rho0 (rho(T = 10 K)) é consideravelmente alta em amostras com y 0.35. Ainda, com o decréscimo de T, as amostras com y 0.35 transitam para uma fase de ordenamento de carga em TOC ~ 194 K e, em seguida, para uma fase metálica em TMI. Essas medidas também sugerem a coexistência de fases ferromagnética-metálica FMM e de ordenamento de carga isolante OCI nesses materiais. Nas propriedades físicas macroscópicas, a fase FMM mostrou ser a dominante para os compostos com pequenas concentrações de Pr (y 0.25) e a fase OCI dominante para os compostos com altas concentrações de Pr (y 0.40). As medidas de rho(T, H = 50 kOe) mostram que a magnitude da resistividade elétrica decresce drasticamente nas vizinhanças de TMI sob a aplicação de um campo magnético externo. A magnitude de MR (MR = (rho(H = 0)-rho(H = 50 kOe))/rho(H = 50 kOe)) entre os extremos da série (y = 0 e 0.625) varia até sete ordens de grandeza, sendo que o máximo valor de MR para amostras com y = 0 é de ~ 0.75 e naquelas com y = 0.625 é ~ 3.4x106 . O diagrama de fases deste composto evidencia uma região crítica (0.30 y 0.40) onde os valores de TMI, TC, MR e 0 variam abruptamente como função de y, sendo que em outras regiões tal variação é mais suave. A variação significativa desses quatro valores indica uma competição mais forte entre as fases coexistentes ocorre na região crítica. Algumas características marcantes podem ser observadas nas amostras da região crítica tais como: a presença de um segundo pico, abaixo de TMI, em ~ 90 K e ~ 72 K na curva de rho(T) de amostras com y = 0.30 e 0.35, histerese térmica mais pronunciada em rho(T) e chi(T), MR torna-se colossal, relaxação significativa da resistividade elétrica com o tempo, entre outras. Assim, as propriedades de transporte e magnéticas nessa região crítica são dominadas pela forte competição entre as fases coexistentes. / Polycrystalline samples of La(5/8-y)Pr(y)Ca(3/8)MnO(3); 0 y 0.625; were synthesized by the solid-state reaction method and sintered in air at 1400 oC. These compounds were studied by measurements of X-ray powder diffraction, magnetic susceptibility chi(T), and electrical resistivity rho(T, H). X-ray powder diffraction measurements indicated single phase materials and an effective substitution of La by Pr. Results from rho(T) and chi(T) revealed that increasing y in this series results in a rapid reduction of both the insulator to metal transition temperature TMI and the Curie temperature TC. Such a rapid decrease in TMI with increasing y is also accompanied by the occurrence of a new transition temperature, termed TCO, which is related to the transition to the charge ordered CO state. Such a temperature, which is essentially independent of y, occurs at TCO ~ 194 K and is mainly observed in samples with y 0.35. The other feature is the presence of a large residual resistivity electrical rho(0 = (10 K)) for large y (y 0.35) at low-T even though rho(T) suggests a metallic behavior below TMI. The temperature for the maximum magnetoresistance effect occurs near TMI, that shifts to higher T with increasing field. The MR is defined here as (rho(H = 0)-rho(H = 50 kOe))/rho(H = 50 kOe) and is enhanced by seven orders of magnitude from ~ 0.75 up to ~ 3.4x106 in samples with y = 0 and y = 0.625, respectively. Some features like the thermal hysteresis observed in both rho(T) and chi(T) curves indicate the coexistence of different phases in a range of y concentration, i. e., the ferromagnetic-metallic FMM and the charge ordered-insulating COI domains. The FMM is stable for y 0.25, but the COI state becomes dominant for y 0.40. There is a critical region in the phase diagram, ranging from y = 0.30 to 0.40, where the magnitude of the TMI, TC, MR, and 0 were found to display abrupt changes with increasing y. Some anomalous features like a second peak in rho(T) below TMI, a two-step increasing in chi(T), a colossal MR effect and others are observed for compositions belonging to this critical region. Our combined data suggest that the general physical properties of these compounds in such a critical region are dominated by the strong competition between coexisting ferromagnetic-metallic and charge ordered-insulating phases.

Orientador: Eduardo Miranda / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Física Gleb Wataghin / Made available in DSpace on 2018-08-16T08:19:56Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Andrade_EricdeCastroe_D.pdf: 5537554 bytes, checksum: 1391d5fcc710b5e471f0814a4a6d484f (MD5) Previous issue date: 2010 / Resumo: Sistemas eletrônicos fortemente correlacionados desordenados possuem dois mecanismos básicos para a localização eletrônica e a subsequente destruição do estado metálico: o de Mott (causado pela interação elétron-elétron) e o de Anderson (causado pela desordem). Nesta tese, estudamos como estes mecanismos competem dentro da fase metálica e também como afetam o comportamento crítico do sistema, empregando uma generalização para o caso desordenado do cenário de Brinkman-Rice para a transição de Mott. Investigamos os efeitos de desordem fraca e moderada sobre a transição metal-isolante de Mott a T = 0 em duas dimensões. Para desordem sucientemente baixa, a transição mantém sua característica do tipo Mott, na qual temos os pesos de quasipartícula Zi indo a zero na transição e uma forte blindagem da desordem na região crítica. Em contraste com o comportamento encontrado para d = 8 , no nosso caso as flutuações espaciais dos pesos de quasipartícula são fortemente amplificadas próximo à transição de Mott de tal forma que eles adquirem uma distribuição do tipo lei de potência P (Z) ~ Z a-1 ,com a --> 0 na transição. Tal comportamento altera completamente as características desta transição com relação ao caso limpo, e é um indício robusto da emergência de uma fase de Griffiths eletrônica precedendo a transição metal-isolante de Mott, com uma fenomenologia surpreendentemente similar àquela do "ponto fixo de desordem infinita" encontrada em magnetos quânticos. Uma consequência imediata dessas novas características introduzidas pela desordem é que estados eletrônicos próximos à superfície de Fermi tornam-se mais homogêneos na região crítica, ao passo que estados com maiores energias têm o comportamento oposto: eles apresentam uma grande inomogeneidade precisamente nas vizinhanças da transição de Mott. Sugerimos que uma desordem efetiva dependente da interação é uma característica comum a todos os sistemas de Mott desordenados. Estudamos também como os efeitos bem conhecidos das oscilações de longo alcance de Friedel são afetados por fortes correlações eletrônicas. Primeiramente, mostramos que sua amplitude e alcance são consideravelmente suprimidos em líquidos de Fermi fortemente renormalizados. Posteriormente, investigamos o papel dos espalhamentos elásticos e inelásticos na presença dessas oscilações. Em geral, nossos resultados analíticos mostram que um papel proeminente das oscilações de Friedel é relegado a sistemas fracamente interagentes. Abordamos, por m, os efeitos das interações sobre o isolante de Anderson em uma dimensão. Construímos a função de escala ß (g) e mostramos que a escala de "crossover" g *, que marca a transição entre o regime ôhmico e o localizado da condutância, é renormalizada pelas interações. Como consequência, embora não haja a emergência de estados verdadeiramente estendidos, o regime ôhmico de g estende-se agora por uma região consideravelmente maior do espaço de parâmetros. / Abstract: Disordered strongly correlated electronic systems have two basic routes towards localization underlying the destruction of the metallic state: the Mott route (driven by electron-electron interaction) and the Anderson route (driven by disorder). In this thesis, we study how these two mechanisms compete in the metallic phase, and also how they change the critical behavior of the system, within a generalization to the disordered case of the Brinkman-Rice scenario for the Mott transition. We investigate the effects of weak to moderate disorder on the Mott metal-insulator transition at T = 0 in two dimensions. For sufficiently weak disorder, the transition retains the Mott character, as signaled by the vanishing of the local quasiparticle weights Zi and strong disorder screening at criticality. In contrast to the behavior in d = 8, here the local spatial fluctuations of quasiparticle parameters are strongly enhanced in the critical regime, with a distribution function P(Z) ~ Z a-1 and a --> 0 at the transition. This behavior indicates the robust emergence of an electronic Griffiths phase preceding the MIT, in a fashion surprisingly reminiscent of the " Infinite Randomness Fixed Point" scenario for disordered quantum magnets. As an immediate consequence of these new features introduced by disorder, we have that the electronic states close to the Fermi energy become more spatially homogeneous in the critical region, whereas the higher energy states show the opposite behavior: they display enhanced spatial inhomogeneity precisely in the close vicinity to the Mott transition. We suggest that such energy-resolved disorder screening is a generic property of disordered Mott systems. We also study how well-known effects of the long-ranged Friedel oscillations are affected by strong electronic correlations. We first show that their range and amplitude are signifficantly suppressed in strongly renormalized Fermi liquids. We then investigate the interplay of elastic and inelastic scattering in the presence of these oscillations. In the singular case of two-dimensional systems, we show how the anomalous ballistic scattering rate is conned to a very restricted temperature range even for moderate correlations. In general, our analytical results indicate that a prominent role of Friedel oscillations is relegated to weakly interacting systems. Finally, we discuss the effects of correlations on the Anderson insulator in one dimension. We construct the scaling function ß(g) and we show that the crossover scaling g*, which marks the transition between the ohmic and the localized regimes of the conductance, is renormalized by the interactions. As a consequence, we show that, although truly extend states do not emerge, the ohmic regime covers now a considerably larger region in the parameter space. / Doutorado / Física da Matéria Condensada / Doutor em Ciências

Orientador: Iakov Veniaminovitch Kopelevitch / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Fisica Gleb Wataghin / Made available in DSpace on 2018-08-13T05:43:34Z (GMT). No. of bitstreams: 1 GutierrezYatacue_DiegoFernando_M.pdf: 13276293 bytes, checksum: 707c38ac7116b9830e881ac37cc37b9e (MD5) Previous issue date: 2009 / Resumo: No intuito de verificar a existência de correlações supercondutoras em grafite, estudamos a possível existência do fenômeno conhecido como efeito de proximidade gigante em amostras de grafite pirolítica altamente orientada (HOPG). Medidas de magneto-transporte realizadas em amostras de HOPG com eletrodos supercondutores de In ou In-Pb revelaram a ocorrência de efeito de proximidade em uma escala muito maior que o comprimento de coerência dos eletrodos supercondutores, o que indica que a grafite pode ser considerada um supercondutor com flutuações de fase. Além disso, nossos estudos revelaram uma supressão do efeito de proximidade para campos magnéticos da ordem de 1 kOe aplicado perpendicularmente aos planos de grafite. Adicionalmente, realizamos estudos comparativos do efeito de proximidade em bismuto metálico. Discutimos os resultados obtidos em termos de modelos teóricos propostos para este assunto. / Abstract: In order to verify the existence of superconducting correlations in graphite, in this work we studied the possibility of the so-called giant proximity effect in highly oriented pyrolytic graphite (HOPG) samples. Magnetoresistance measurements performed on various thoroughly characterized HOPG samples with attached superconducting In or Pb-In electrodes revealed the occurrence of proximity effect on a scale much bigger than a coherence length of superconducting electrodes, indicating that graphite can be considered as a phase-fluctuating superconductor, indeed. Besides, our studies revealed a suppression of the proximity effect in magnetic field H ~ 1 kOe applied perpendicularly to graphene planes. Additionally, we performed comparative studies of the proximity effect in semimetallic bismuth. We discuss the obtained results in terms of available theoretical models. / Mestrado / Física da Matéria Condensada / Mestre em Física