Le manuscrit présente des travaux relatifs à la caractérisation structurale, électrique et magnétique des matériaux manganites poly-cristallin, les manganites qui présentent un intérêt industriel croissant compte tenu de ses nombreux domaines d'application et sa complexité du point de vu fondamentale; ces matériaux sont des systèmes dont les électrons sont fortement corrélés par la présence de plusieurs interactions en compétition. Les principaux objectifs de la thèse étaient de mieux comprendre l'effet de la substitution aléatoire sur le site A de la structure double pérovskite (famille Ruddlesden – Popper A2MnO4 dérivée de pérovskite AMnO3), principalement sur les propriétés magnétique. Cette étude a été effectuée sur toute la gamme de température, étude des phénomènes critique au pont de transition et l'étude de la susceptibilité magnétique a haut température. Enfin, une étude d'autres matériaux présentant des propriétés cristallographiques et physique très intéressantes de type RMX5. Les résultats ainsi obtenu permettent des progrès significatifs dans la compréhension de ces matériaux. / The manuscript presents the work on the structural, electrical and magnetic materials manganites poly-crystalline manganites that have a growing industrial interest due to its many applications and the complexity of fundamental point of view, these materials are systems which electrons are strongly correlated with the presence of several competing interactions. The main objectives of the thesis were to better understand the effect of random substitution on the A site of the perovskite structure twice (family Ruddlesden - Popper A2MnO4 derived from perovskite AMnO3), mainly on the magnetic properties. This study was conducted over the entire temperature range, ie, the study of phenomena Spin Glass at very low temperatures, the study of critical phenomena at the transition point and the study of the magnetic susceptibility at high temperature. Finally, a study of other materials having physical and crystallographic properties very interesting type RMX5.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:24:48Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2004-03-18Bitstream added on 2014-06-13T20:13:09Z : No. of bitstreams: 1 souzafilho_mp_me_bauru_prot.pdf: 1714135 bytes, checksum: a241ffe5f107b7d2ef82979a957188ed (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Nesta pesquisa, foi feita uma análise em dez livros didáticos de física para o ensino médio, enfocando as atividades experimentais referentes aos conteúdos da eletricidade e magnetismo. A metodologia análise de conteúdo foi a técnica utilizada para nortear o trabablho. Foram elaborados instrumentos ou fichas de análise, que permitiram a coleta dos dados sob três níveis: estrutural, operacional e conceitual. Primeiramente, na análise estrutural, verificou-se a presença de atividades práticas e como elas se subdividem em relação aos conteúdos do eletromagnetismo. Analisou-se o tipo da atividade experimental; a presença de títulos, esquemas, figuras e/ou fotos; e a presença de uma relação de material. Os aspectos qualitativo/quantitativo e individual/coletivo também foram analisados. Posteriormente, no nível operacional, foi investigada a ação do aluno nas etapas do processo científico. Finalmente, na análise conceitual, verificou-se a presença de falhas conceituais e investigou-se o funcionamento das montagens. A segurança dos experimentos também foi avaliada. Concluiu-se discutindo as concepções de ensino e ciência implícitas nas atividades. Os dados foram organizados através de gráficos e tabelas, e a sua interpretação permitiu conhecer melhor o tipo de ensino experimental que está chegando ao aluno do ensino médio, através do livro didático / In this research, it was made an analysis in ten physical textbooks of the high school level, focusing the experimental activities of the electricity and magnetism contents. The methodology analysis of contents was the technique used to the work. We made instruments to the analysis that allowed the collect of data about three levels: structural, operational and conceptual. First, in the structural analysis, it was verified the presence of experimental activities and how they are divided about contents of electromagnetism. It was analyzed the kind of the experimental activity, the presence of titles; schemes, figures or photos and material lists were verified. The aspects quantitative/qualitative and individual/collective were analyzed, too. After that, in the operational level, was researched the student's action in the stages scientific process. Finally, in the conceptual analysis was verified some conceptual problems and the manner as the experimental works. The experiments were constructed and analyzed. The safety of the experiments was verified, too. It was made a discussion about teaching and science conceptions. The data were organized in graphics and tables, that allowed to know better the kind of experimental teaching made to the students

Made available in DSpace on 2014-10-09T12:51:54Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Made available in DSpace on 2014-10-09T14:06:44Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Tese (Doutoramento) / IPEN/T / Instituto de Pesquisas Energeticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP

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. / Submitted by Ana Guimarães Pereira (agpereir@ucs.br) on 2017-04-06T19:26:08Z No. of bitstreams: 1 Dissertacao Alessandro Dalponte.pdf: 3408308 bytes, checksum: 24cdc0372903d233d5c2d5846465cccd (MD5) / Made available in DSpace on 2017-04-06T19:26:08Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dissertacao Alessandro Dalponte.pdf: 3408308 bytes, checksum: 24cdc0372903d233d5c2d5846465cccd (MD5) Previous issue date: 2017-04-06 / 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.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:30:19Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2011-05-05Bitstream added on 2014-06-13T18:40:20Z : No. of bitstreams: 1 arruda_lb_me_bauru.pdf: 4132261 bytes, checksum: ec76a96792be6b1907a354c279109181 (MD5) / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) / Há cerca de 20 anos foi descoberto o efeito magnetoresitivo em multicamadas magnéticas. Desde então, a spintrônica evoluiu de um fenômeno científico complexo para tornar-se uma tecnologia multibilionária. Dentre os parâmetros necessários para o desenvolvimento da spintrônica - a nova eletrônica que se baseia na manipulação não somente da carga, mas também do spin dos portadores -, está o controle eficiente da injeção e a detecção de portadores polarizados em spin, através de uma interface ferromagneto/semicondutor (isolante) - FM/SC(I). A utilização de semicondutores magnéticos diluídos (SMD), como ferromagnetos polarizadores de corrente, é uma solução possível para melhorar a eficiência na injeção de correntes de spins. A despeito do bom desempenho obtido com os SMDs funcionais desenvolvidos até hoje, sua baixa temperatura crítica impossibilita a utilização em temperatura ambiente. Atualmente, o progresso no campio da spintrônica depende fortemente do desenvolvimento de novos SMDs, nos quais as informações de carga e spin passam se manipuladas externamente em altas temperaturas. Em especial, é possível o desenvolvimento de semicondutores magnéticos diluídos que sejam transparentes, aumentando em muito seu potencial de aplicação em dispositivos magneto-ópticos, o que os torna naturalmente muito mais interessantes do que eletrodos ferromagneticos metálicos. A presente proposta se enquadra no plano de ampliação das linhas de atuação do grupo que inclui a implementação de técnicas sonoquímicas de síntese de materiais nanoestruturados, com potenciais aplicações em spintrônica. A mesma está baseada na preparação de amostras nanoscópicas de ZnO e TiO2 dopadas com Co²+, preparadas por irradiação ultrassônica e que terão sua estrutura investigada pelas técnicas de difração de Raios X (DRX) e microscopias eletrônicas (MEV e MET)... / The phenomenon of magnetoresistive effect was discovered about twenty years ago in magnetic multilayers and opened a new field in physics, the so called spintronics, which is based on the manipulation of not only charge but also the spin of the carriers. Also, the efficient control of injection and detection of spin polarized carriers through an interface ferromagnetic/semiconductor insulator plays a role. Since then, the field of spintronics-based devices changed from an only complex scientific problem to become a multibillionaire technological issue. The use of diluted magnetic semiconductors (DMS) as current polarizers ferromagnets is one possible solution to the improvement of efficiency in the injection of spin currents. Despiste the good performance obtained with the functional DMS, their low critical temperature makes impossible the use of such devices at room temperature. Currently, progress in the field of spintronics depends heavily on the development of new DMSs, in which the charge and spin information can be manipulated at higher temperatures. In particular, it is possible the development of diluted magnetic semiconductors that are transparent; highly increasing potential application of these materials in magneto-optical devices, making them more interesting than ferromagnetic metalic electrodes. This work fits into the expansion plan of action lines of our group that includes the implementation of sonochemical technics of nanostructured materials with potential applications in spintronics, based on the preparation of nanometric size samples of Co²+ - doped ZnO and TiO2. prepared by ultrasonic irradiation. Structural characterization was performed by X-ray diffraction analyses (XRD) associated to Rietveld Refinement and electronic microscopy techniques (SEM and TEM). The optical characterization was done by UV-Vis mesurements between 200 and 800 nm and evaluating... (Complete abstract click electronic access below)

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O uso de magnetismo em sensores, transdutores e, principalmente, em mídias de gravação magnética, atinge uma escala de investimento no mercado global de bilhões de dólares anualmente. Essas aplicações tecnologicas, atualmente, apontam para usos do magnetismo na escala nanoscópica, por meio da miniaturização de dispositivos magnéticos sensores e transdutores; em gravação magnética através da nanoestruturação das unidades básicas de armazenamento; ou, ainda, na medicina pelo uso de nanopartículas magnéticas como carregadores de drogas medicinais ou como elementos aquecedores por meio da radiação em radiofrequência. Neste trabalho, adotamos uma abordagem top-down. Partimos de objetos magnéticos microscópicos e buscamos progressivamente reduzir a sua escala espacial visando atingir a escala nanoscópica. Produzindo objetos com formato regular e simples, como quadrados, discos e triângulos produzidos por litografia de feixe de elétrons e método lift-off, a partir de filmes finos produzidos por Magnetron Sputtering. Utilizando como elemento de estudo Metais de Transição (MT) e Terras Raras (TR). A estequiometria e espessura dos filmes finos de Tb-Fe foram obtidas com análise de RBS. Já a análise magnética dos filmes finos de Tb-Fe foram obtidas por técnicas de VSM e SQUID. O que possibilitou averiguar que as amostra com a proporção de Tb variando entre 22% e 36% possuem uma anisotropia magnética perpendicular bem definida e possuem um ordenamento sperimagnético. Através do microscópio de força magnética observamos a formação de domínios magnéticos do tipo bolha irregular nos filmes finos de Tb-Fe. Utilizando o microscópio eletrônico de varredura e o SNOM-MO foi possível analisar a morfologia dos micro-objetos produzidos. Os resultados mostram uma eficácia na preparação de estruturas com dimensões maiores que 2 µm, com altura de aproximadamente 50 nm. Fazendo-se necessário um estudo mais preciso para obtenção de amostra com dimensões abaixo desta dimensão. / The use of magnetism in sensors, transducers and, mainy, in magnetic recordable media reaches a total investment of billions of dollars annually in the markets worldwide. These applications in technology are currently being focused toward the uses of magnetism in the nanoscopic scale, by shrinking the magnetic sensor devices and transducers. Also, in magnetic recordings by the nanostructuration of basic storage units or - going even further - in the use of nanomagnetic particles in Medicine such as drug delivery or heating elements by radiofrequency radiation. In this paper, we take a \"top-down\" approach. We start with microscopic magnetic objects and seek progressively reduce its spatial scale in order to reach the nanoscale. Producing objects with regular and simple format, such as squares, triangles and discs produced by electron beam lithography and lift-off method, The thin films were based on transition metal and rare earth elements. The thickness and stoichiometry of thin films of Tb-Fe were meadured with RBS analysis. The analysis of the Tb-Fe magnetic thin films were obtained by techniques VSM and SQUID. The sample with the ratio of Tb ranging between 22% and 36% have a well-defined perpendicular magnetic anisotropy and have a sperimagnetic behavior. Through the magnetic force microscopy we observed the formation of magnetic domain structure of the \"irregular bubble\" type. Using scanning electron microscope and the SNOM-MO was possible to analyze the morphology of the produced micro-objects. The results show that efficiency in the preparation of structures with dimensions larger than 2 microns, and a height of approximately 50 nm. This result exposes the need for a more investigation in order to produce samples with smaller dimension.

Estudamos o modelo de Ising com diluição de sítios numa rede de Bethe. a estrutura hierárquica da rede de Bethe leva de forma natural às relações de recorrência satisfeitas pelas distribuições de probabilidade dos campos efetivos. As quantidades termodinâmicas na rede de Bethe são então expressas explicitamente em termos das distribuições limite dos campos efetivos. As distribuições dos campos efetivos em T=0 são obtidas de forma numericamente exata (isto é, se desprezarmos os erros de arrendodamento) e também analiticamente em alguns casos selecionados. Encontramos no caso de interações ferromagnéticas um número sempre finito de campos efetivos possíveis, mas no caso de interações antiferromagnéticas esse número pode divergir para valores irracionais do campo aplicado. Esses resultados fornecem o diagrama de fases campo aplicado versus concentração, numericamente exato, para antiferromagnetismo diluído em T=0. As distribuições dos campos efetivos são determinadas aproximadamente para T>0 e utilizadas para o cálculo de diferentes grandezas termodinâmicas. Apresentamos as curvas de magnetização, energia livre, energia interna e entropia. Esses cálculos fornecem o diagrama de fases aproximado no espaço tridimensional de campo aplicado, temperatura e concentração. / The site diluted Ising model is studied on a Beth lattice. The hierarchical structure of the Bethe lattice leads naturally to recursion relations obeyed by the probability distributions of the effective fields. The thermodynamic quantities on the Bethe lattice are then explicitly written in terms of the limiting distributions of the effective fields. Numerically exact results (i.e. if we neglect roundoff errors) for the distributions of the effective fields for T = 0 are presented, together with analytic results for select cases. It is found that the number of effective fields is always finite in the case of ferromagnetic interactions , but it might diverge for irrational values of the applied field in the case of antiferromagnetic interactions. These results yeld a numerically exact applied field versus concentration phase diagram for diluted antiferromagnet at T = 0. The distributions of the effective fields are computed aproximately for T > 0 and used to evaluete various thermodynamic quantities. Curves for the magnetization, free energy, internal energy and entropy are displayed. These calculations give an approximate three-dimensional phase diagram in the space of applied field, temperature and concentration.

Materiais que apresentam um acoplamento entre as propriedades elétricas e magnéticas, conhecidos como magnetoelétricos, estão despertando a atenção da comunidade acadêmica nos últimos anos principalmente devido ao seu grande potencial tecnológico no desenvolvimento de materiais multifuncionais. Sendo um maior esforço concentrado na obtenção de novos materiais multiferróicos, que são aqueles que possuem duas ou mais ordens ferróicas, em especial os que apresentam ferroeletricidade e ferromagnetismo. Este trabalho tem como objetivo uma investigação das propriedades dielétricas e magnéticas de um grupo de materiais ainda pouco estudado a fim de se compreender os mecanismos responsáveis pelo efeito magnetoelétrico, de forma a contribuir com a pesquisa nessa área. As amostras estudadas são os óxidos de titânio e cromo Nd(1-x)A(x)CrTiO5 (A=Y, La) e GdCrTiO5, todos na forma de cerâmicas policristalinas monofásicas. Foram discutidas de que forma a diluição da subrede magnética do neodímio afeta o caráter magnetoelétrico observado nesse material e qual a importância de cada uma das subredes (Nd3+/Gd3+ e Cr3+) nas propriedades dielétricas e magnéticas. Verificamos que o efeito magnetoelétrico é sensível a variações na rede do Nd3+. Entretanto, nossos resultados no composto GdCrTiO5 indicam que as subredes magnéticas são pouco acopladas, o que indica que o ion Cr3+ talvez seja o responsável por dirigir o efeito magnetoelétrico nesta família de materiais. / The coupling of the electric and magnetic properties in the magnetoelectric compounds is attracting a great deal of interest in the scientific community due to the huge potential for application based on new multifunctional materials. Of special attention are the so-called multiferroics, materials that simultaneously show ferromagnetism and ferroelectricity. The main purpose of this work is the experimental investigation of the dielectric and magnetic properties of a relatively less known class of materials with the aim to identify the origin of the magnetoelectric coupling. We study the single phase polycrystalline compounds Nd(1-x)A(x)CrTiO5 (A=Y, La) and GdCrTiO5 and discuss the effect of dilution of the Nd3+ ions and the importance of each magnetic sublattice on the samples behavior. We find that the magnetoelectric effect is susceptible to changes in the Nd3+ site. At the same time, our results indicate that the two magnetic sublattice (Nd3+/Gd3+ and Cr3+) are only weakly coupled indicating that the Cr3+ magnetic sublattice might be responsible for driving the magnetoelectric effect in this family of compounds.

Neste trabalho, utilizamos o método de primeiros princípios RS-LMTOASA (Real Space - Linear Muffin-Tin Orbital - Atomic Sphere Approximation), baseado na Teoria do Funcional da Densidade (DFT Density Functional Theory) e implementado para o cálculo de estruturas magnéticas não colineares, para investigar as propriedades magnéticas de nanoestruturas adsorvidas em superfícies metálicas. Primeiramente, devido ao aparecimento de estruturas magnéticas complexas, foram estudadas nanoestruturas magnéticas depositadas em substratos ferromagnéticos. Foram consideradas nanoestruturas de Mn tais como nanofios adsorvidos, pirâmides e aglomerados adsorvidos e embebidos, com o tamanho destas nanoestruturas variando de dois até nove átomos depositados em Fe(001) e Fe(110). Nossos cálculos indicam uma interação de troca magnética de longo alcance entre os átomos de Mn-Mn e Mn-Fe. Além disto, a presença de uma forte dependência destas interações de troca magnética com o meio local, frustrações magnéticas e o acoplamento spin-órbita forneceram a possibilidade da presença de estruturas magnéticas complexas tais como, por exemplo, spin espiral e half-skyrmion. Por fim, com o objetivo de estudar nanoestruturas que podem apresentar altos valores de momento magnético, foram investigados nanofios de FexCo1-x adsorvidos em uma superfície de Pt(111) . Nossos resultados indicam que os momentos magnéticos de spin dos átomos de Fe e Co são independentes da concentração de Fe e apresentam valores superiores quando comparados aos das ligas FeCo bcc, enquanto que o momento magnético médio de spin do nanofio FexCo1-x varia linearmente com a concentração de Fe, comportamento este que é diferente da curva de Slater-Pauling observada na liga FeCo bcc. O momento magnético orbital médio do nanofio de FexCo1-x é monotonicamente decrescente com a concentração de Fe que se apresenta bastante diferente a monocamada FexCo1-x sobre Pt(111). / We use the first principles RS-LMTO-ASA (Real Space - Linear Muffin- Tin Orbital - Atomic Sphere Approximation) method, in the framework of the Density Functional Theory and implemented to calculate noncollinear magnetic structures, to investigate the magnetic properties of nanostructures adsorbed on metallic surfaces. First, due to presence of the complex magnetic properties, we investigated magnetic nanostructures deposited on a ferromagnetic substrate. We have considered a variety of nanostructures such as adsorbed wires, pyramids, at and intermixed clusters with sizes varying from two to nine atoms deposited on Fe(001) and Fe(110). Our calculations reveal the long-range nature of exchange interactions between Mn-Mn and Mn-Fe atoms. Moreover, the presence of the strong dependence of these interactions on the local environment, the magnetic frustration, and the effect of spin-orbit coupling lead to the possibility of realizing complex noncollinear magnetic structures such as helical spin spiral and half-skyrmion. Finally, we also investigated FexCo1-x nanowires deposited on Pt(111) surface aiming to investigate materials with large local magnetic moment. Our results reveal that the Fe and Co spin magnetic moment are independent of the Fe concentration with the enhancement of the spin magnetic moment when compared with the FeCo bcc alloys, while the average spin magnetic moment is a linear function of the Fe concentration. This is in contrast to the Slater-Pauling model observed in the FeCo bcc alloys. The average orbital magnetic moment shows a linearly decreasing behavior with the Fe concentration which is in contrast to the behavior of FexCo1-x monolayer on Pt(111) surface.