L'interaction plasma-polymère constitue aujourd'hui une discipline à part entière en raison des très nombreuses applications auxquelles elle conduit, comme la fonctionnalisation de surface ou le dépôt de film mince possédant des caractéristiques physico-chimiques inédites. L'utilisation des polymères joue également depuis longtemps un rôle incontournable en micro et nanotechnologies, que ce soit en microélectronique ou pour la fabrication de MEMS. Une des opérations importantes dans ces domaines est la gravure de résine photosensible, celle-ci doit être soit parfaitement anisotrope afin de respecter les dimensions des motifs soit isotrope dans le cas d'enlèvement des résines utilisées comme masque. La maitrise de tels procédés plasma avec des spécifications aussi contradictoires nécessite une compréhension approfondie des mécanismes réactionnels.Dans ce contexte mon travail de thèse a pour objectif d'enrichir les modèles de gravure existants en prenant en compte la nature physico-chimique des polymères et les différents mécanismes réactionnelles puis de réaliser une validation expérimentale. Ce travail de compréhension me permettra de travailler sur un procédé innovant de gravure profonde en vue de la réalisation de filtres polymères pour la micro-filtration à partir de films plastiques.L'ensemble de l'étude expérimentale s'appuie sur un travail préliminaire de conception et de réalisation d'un réacteur prototype intégrant des sources plasma distribuées à conditions opératoire étendues, permettant un découplage des différents paramètres intervenant dans les procédés de gravure. / The plasma-polymer interaction is now a discipline in its own right because of the many applications to which it leads, as surface functionalization or deposition of thin film with unprecedented physical and chemical characteristics. The use of polymers also has long played a key role in micro and nanotechnology, both in microelectronics or MEMS manufacturing. A significant operations in these areas is etching photoresist, it must be either anisotropic perfectly to meet the dimensions of the patterns is isotropic in the case of removal of resins used as a mask. The mastery of such plasma processes with such contradictory specifications requires a thorough understanding of reaction mechanisms.In this context my thesis aims to enrich existing models of etching taking into account the physical and chemical nature of polymers and different reaction mechanisms and then perform an experimental validation. This work of understanding will allow me to work on an innovative process for deep etching for the realization of polymer filters for micro-filtration from plastic films.All the experimental study is based on a preliminary design work and construction of a prototype reactor incorporating plasma sources distributed operating condition ranges, allowing a decoupling of the different parameters involved in the etching processes.

Ce travail de thèse est une contribution à l'étude de la dynamique de spin des porteurs dans des structures semiconductrices III-V en vue d’applications possibles dans le domaine émergent de la spintronique dans les semiconducteurs. Deux approches différentes on été envisagées afin de pouvoir obtenir une polarisation en spin des porteurs longue et robuste : i) le confinement spatial dans des nano-structures 0D (boîtes quantiques), ii) l’ingénierie des centres paramagnétiques dans des couches massives.Pour la première approche, nous avons étudié les propriétés de polarisation de spin d’excitons confinés dans des boîtes quantiques de GaN/AlN insérées dans des nano-fils. Nous avons d’abord mis en évidence un taux important de polarisation de la photoluminescence (15 %) à basse température sous excitation quasi-résonante et nous avons démontré que cette polarisation est temporellement constante pendant la durée de vie des excitons. Grâce à des mesures en température, nous avons aussi démontré que cette polarisation n’est aucunement affectée jusqu’à 300 K. Nous avons aussi développé un modèle détaillé basé sur la matrice densité pour décrire le dégré de polarisation de la photoluminescence et sa dépendance angulaire.Pour la deuxième approche, nous avons réalisé un dispositif prototype de filtrage de spin basé sur l’implantation de centres paramagnétiques dans des couches massives de InGaAs. Le principe repose sur la création de défauts interstitiels paramagnétiques comme précédemment démontré dans notre groupe pour les nitrures dilués tels que GaAsN. Le but de ce travail a été le développement d’un procédé de création de ces défauts qui puisse surmonter les inconvénients liés à l’insertion de l’azote dans les semiconducteurs de type GaAs : a) la dépendance de l’efficacité du filtrage de spin avec de l’énergie de photoluminescence, b) l’impossibilité de créer des zones actives avec des motifs spécifiques.Dans ce travail, nous démontrons que des régions actives de filtre à spin peuvent être créées par implantation ionique de défauts paramagnétiques avec une densité et des motifs spatiaux prédéfinis. Grâce à des études par photoluminescence, nous avons d’une part mis en évidence des taux de recombinaison dépendant en spin pouvant aller jusqu’à 240 % dans les zones implantées. D’autre part, nous avons déterminé la dose d’implantation la plus favorable grâce à une étude systématique sur différents échantillons implantés avec des densités ioniques étendues sur quatre ordres de grandeurs. Nous avons également observé que l’application d’un champ magnétique externe produit une augmentation significative du taux de recombinaison dépendant en spin due à la polarisation en spin des noyaux implantés / This thesis work is a contribution to the investigation by photoluminescence spectroscopy of the spin properties of III-V semiconductors with possible applications to the emerging semiconductor spintronics field. Two approaches have been explored in this work to achieve a long and robust spin polarization: i) Spatial confinement of the carriers in 0D nanostructured systems (quantum dots). ii) Defect engineering of paramagnetic centres in a bulk systems. Concerning the first approach, we have investigated the polarization properties of excitons in nanowire-embedded GaN/AlN quantum dots. We first evidence a low temperature sizeable linear polarization degree of the photoluminescence (~15 %) under quasi-resonant excitation with no temporal decay during the exciton lifetime. Moreover, we demonstrate that this stable exciton spin polarization is unaffected by the temperature up to 300 K. A detailed theoretical model based on the density matrix approach has also been developed to account for the observed polarization degree and its angular dependence.Regarding the second approach, we have demonstrated a proof-of-concept of conduction band spin-filtering device based on the implantation of paramagnetic centres in InGaAs epilayers. The principle relies on the creation of Ga interstitial defects as previously demonstrated in our group in dilute nitride GaAsN compounds. The driving force behind this work has been to overcome the limitations inherent to the introduction of N in the compounds: a) The dependence of the photoluminescence energy on the spin-filtering efficiency. b) The lack of spatial patterning of the active regions.In this work we show how the spin-filtering defects can be created by ion implantation creating a chosen density and spatial distribution of gallium paramagnetic centers in N-free epilayers. We demonstrate by photoluminescence spectroscopy that spin-dependent recombination (SDR) ratios as high as 240 % can be achieved in the implanted areas. The optimum implantation conditions for the most efficient SDR are also determined by the systematic analysis of different ion doses spanning four orders of magnitude. We finally show how the application of a weak external magnetic field leads to a sizable enhancement of the SDR ratio from the spin polarization of the implanted nuclei

Submitted by Daniele Amaral (daniee_ni@hotmail.com) on 2016-09-23T18:23:03Z No. of bitstreams: 1 TesePCS.pdf: 3241758 bytes, checksum: ebda7b5367de3466e33fdbfe4e54c028 (MD5) / Approved for entry into archive by Marina Freitas (marinapf@ufscar.br) on 2016-09-26T18:32:57Z (GMT) No. of bitstreams: 1 TesePCS.pdf: 3241758 bytes, checksum: ebda7b5367de3466e33fdbfe4e54c028 (MD5) / Approved for entry into archive by Marina Freitas (marinapf@ufscar.br) on 2016-09-26T18:33:07Z (GMT) No. of bitstreams: 1 TesePCS.pdf: 3241758 bytes, checksum: ebda7b5367de3466e33fdbfe4e54c028 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-09-26T18:33:15Z (GMT). No. of bitstreams: 1 TesePCS.pdf: 3241758 bytes, checksum: ebda7b5367de3466e33fdbfe4e54c028 (MD5) Previous issue date: 2015-03-30 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Horticultural crops are an important food source for global population. However, crops still show high rates of postharvest losses, due to its high perishability. Ethylene is a plant hormone that regulates aspects such as growth, development, maturation and senescence of plants and their organs. Ethylene production varies between crops and its control can extend the life of fruits and vegetables. Many technologies have been developed in order to control the synthesis and reduce ethylene produced by plants. Oxidation through potassium permanganate (KMnO4) has application in storage, transportation and marketing. Typically, KMnO4 is impregnated in porous platforms displaying high specific surface are, which are aimed at removing ethylene within packaging. Ethylene can be oxidized by KMnO4, which subproducts (after subsequent oxidation), can be converted into water (H2O) and carbon dioxide (CO2). The use of platforms based on mesoporous nanoparticles (with diameters of 5-110 nm) impregnated with KMnO4 allows ethylene oxidation to be carried out more efficiently, once it increases the contact surface area. In this context, this study aimed at developing ethylene absorbers based on nanometric platforms (nanosilica and nanoalumina), associated with potassium permanganate (KMnO4), to remove ethylene produced during postharvest and use color changes during ethylene oxidation as a colorimetric indicator. The performance of nanometric platforms was compared to conventional silica and alumina. The following KMnO4 concentrations impregnated in the platforms were tested: 0; 2.5; 5 to 10%, which values are, respectively, half, equal and twice the values found in commercial ethylene removers. Since relative humidity is a factor that influences ethylene oxidation by KMnO4, the following UR were tested: 45, 60, 75, and 90%. The platforms impregnated with different KMnO4 concentrations and subjected to several RH in closed system, were exposed to a standardized amount of ethylene produced in the laboratory. After 1h and 24h of exposition, injection aliquots were collected for analysis by gas chromatography. The color was measured before placing samples in the closed system and after 24 hours. The silica nanoparticles, synthesized silica and alumina showed superior performance for ethylene absorption, especially when aliquots removal was evaluated in 1h. Among the tested nanoparticles, alumina nanoparticles showed to be the most effective, being able to completely remove the ethylene after 1h, under a greater variety of RH conditions and KMnO4 concentrations. The most suitable combinations, in accordance with the highest color difference and high ethylene absorption performance were synthesized nano-silica + 10% KMnO4 and nano-alumina + 10 % KMnO4 for RH = 45%; nanosilica + 10% KMnO4 and nano-alumina + 10% KMnO4 for RH= 60%; nano-silica + 10% of KMnO4, nano-alumina + 5% KMnO4 and nano-alumina + 10% KMnO4 for RH= 75 and 90%. / Os produtos hortícolas são uma importante fonte de alimentação para população global. Todavia, ainda são registrados elevados índices de perdas desses alimentos, devido a sua alta perecibilidade após a colheita. O etileno é um hormônio vegetal que regula aspectos como o crescimento, desenvolvimento, maturação e senescência de plantas e seus órgãos. A produção de etileno varia de acordo com o tipo de fruta e hortaliça, sendo que seu controle pode prolongar a vida útil dos produtos hortícolas. Muitas tecnologias já foram desenvolvidas afim de controlar a síntese e reduzir o etileno produzido pelos frutos. Por exemplo, a oxidação do etileno por meio do uso de permanganato de potássio (KMnO4) apresenta aplicação no armazenamento, transporte e comercialização. Geralmente o KMnO4 é impregnado em plataformas porosas acondicionadas em sachês, visando a remoção do etileno dentro de embalagens. O etileno oxidado gera subprodutos, que após novas oxidações, será convertido em água (H2O) e gás carbônico (CO2). A utilização de nanopartículas mesoporosas, com diâmetros da ordem de 5 a 110 nm, como plataformas para adsorção de KMnO4 permite que a oxidação do etileno seja realizada com maior eficiência, devido a maior área superficial de contato. Neste contexto, o objetivo deste trabalho foi desenvolver absorvedores de etileno baseados em plataformas nanométricas (nano-sílica comercial, nano-sílica sintetizada em laboratório e nano-alumina comercial), impregnadas com permanganato de potássio (KMnO4). Estas plataformas visam à remoção de etileno produzido por frutos durante a póscolheita, as quais causam alterações de coloração do KMnO4 durante a oxidação do etileno, e podem ser empregados como indicador colorimétrico de amadurecimento. O desempenho das plataformas de sílica e alumina nanométricas (comerciais e sintetizada) foram comparadas com sílica e alumina micrométricas (comerciais). Para a impregnação do KMnO4 nas diferentes plataformas, foram utilizadas concentrações (em relação a massa das plataformas) de 0; 2,5; 5 e 10% de KMnO4, cujos valores selecionados representam a metade, o valor médio e o dobro do teor de permanganato encontrado em sachês absorvedores comerciais. Os testes foram realizados em umidades relativas de 45, 60, 75, e 90%, já que esta variável altera fortemente a oxidação do etileno pelo KMnO4. As plataformas impregnadas com diferentes concentrações de KMnO4 em distintas UR, foram submetidas, em sistema fechado, a uma quantidade padronizada de 7480 μL de etileno produzida em laboratório. Após intervalos de 1h e 24h da injeção de etileno padrão, foram retiradas alíquotas para análise por cromatografia gasosa. A coloração foi aferida antes da inserção das amostras em sistema fechado e após 24h. As nanopartículas de sílica, sílica sintetizada e alumina apresentaram desempenho superior na absorção de etileno em relação a sílica e alumina de tamanhos convencionais, especialmente quando a remoção foi avaliada em 1h. Dentre as nanopartículas testadas, a nanopartícula de alumina foi a mais eficiente, sendo capaz de eliminar o montante de etileno injetado após 1h, sob um intervalo maior de condições de UR e concentração de KMnO4. A coloração pode ser indicativa da oxidação do etileno nas plataformas testadas e de acordo com a maior diferença de coloração e melhor desempenho de absorção de etileno, as combinações mais indicadas foram: nano-sílica sintetizada + 10% de KMnO4 e nano-alumina + 10% de KMnO4 para UR=45%; nano-sílica + 10% de KMnO4 e nano-alumina + 10% de KMnO4 para UR=60%; nano-sílica + 10% de KMnO4, nano-alumina + 5 % de KMnO4 e nano-alumina + 10% de KMnO4 para UR=75 e 90%.

Submitted by Fabio Sobreira Campos da Costa (fabio.sobreira@ufpe.br) on 2017-03-29T12:58:51Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) Dissertação OK Priscila Mendonça.pdf: 4293178 bytes, checksum: abd6cd49376b8e172e0ce8adf3135b8d (MD5) / Made available in DSpace on 2017-03-29T12:58:51Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) Dissertação OK Priscila Mendonça.pdf: 4293178 bytes, checksum: abd6cd49376b8e172e0ce8adf3135b8d (MD5) Previous issue date: 2016-06-10 / CAPES / CNPQ / A dengue é uma doença viral considerada um dos maiores problemas de saúde pública nas regiões tropicais e sub-tropicais do mundo, sendo endemicamente prevalente em cerca de 112 países. Anualmente, afeta cerca de 50 a 100 milhões de pessoas, resultando em taxas de mortalidade entre 0,03% a 1,4%. É uma doença auto-limitante, caracterizada por febre, dor de cabeça, mialgia, entre outros sintomas. Na sua forma severa (síndrome do choque por dengue e febre hemorrágica), a doença pode levar ao óbito, principalmente em crianças. A proteína não estrutural 1 (NS1) do vírus dengue circula abundantemente no sangue durante toda a viremia, estando em níveis maiores na fase aguda; assim esta pode ser utilizada como marcador do estado agudo. Para o controle da infecção estão disponíveis testes diagnósticos baseados em ensaios sorológicos, testes imunocromatográficos e moleculares, entretanto estes apresentam limitações. O desenvolvimento de alternativas mais práticas, quantitativas e econômicas tem resultado na crescente busca por testes baseados em biossensores. Neste trabalho foi desenvolvido um imunossensor para detecção de NS1 baseado em uma plataforma nanoestruturada, constituída de nano-híbrido formado por nanotubos de carbono e filme polimérico de polietilenoimina montado sobre sistema eletroquímico constituído por microeletrodo de ouro. Os anticorpos monoclonais anti-NS1 foram imobilizados sobre a superfície eletródica por ligações covalentes com os nanotubos de carbono, permitindo um alta estabilidade durante as medidas. Todas as etapas de modificações da superfície eletródica foram caracterizadas eletroquimicamente, estrutural e morfologicamente através das técnicas de voltametria cíclica, espectroscopia de infravermelho por transformada de Fourier (FT-IR) e microscopia eletrônica de varredura, respectivamente. A espessura do filme nanoestruturado foi determinada por medidas piezoelétricas, em um sistema de microbalança de cristal de quartzo de acordo com a equação de Sauerbrey. A resposta analítica do imunossensor frente a proteína NS1 foi obtida por amperometria aplicando-se a técnica de voltametria de onda quadrada (VOC). O imunossensor apresentou resposta linear entre 0,1 a 0,6 µg.mL-1 de NS1. Os dados ajustados para a equação de regressão linear exibiu coeficiente de correlação de 0,996 (p << 0,01, n = 7) e um baixo erro relativo (aproximadamente 1%). O imunossensor apresentou limite de detecção de 0,038 µg.mL-1 e limite de quantificação de 0,1 µg.mL-1 de NS1, sendo similar aos obtidos na literatura, porém com a vantagem de não requerer antígenos ou anticorpos marcados (label-free) e utilizar técnica analítica mais simples (VOC). Os resultados indicam que o imunossensor apresenta sensibilidade compatível para detecção de NS1 em níveis sorológicos, permitindo ser uma ferramenta prática, rápida e econômica para o diagnóstico da dengue, sobretudo para detecção precoce da fase aguda. / Dengue is a viral disease considered as a major public health problems in tropical and sub-tropical world, endemically being prevalent in about 112 countries. Annually, it affects 50 to 100 million people, resulting in mortality rates of 0.03% to 1.4%. It is a self-limiting disease characterized by fever, headache, myalgia, among other symptoms. In its severe form (shock syndrome and dengue haemorrhagic fever), the disease can lead to death, especially in children. The nonstructural protein 1 (NS1) of the dengue virus circulates in blood abundantly throughout viremia, with higher levels in the acute phase; thus it can be used as a marker of the acute stage. For control of infection are available diagnostic testings based on serological assays, immunochromatographic and molecular assyas, however these have limitations. The development of more practical, quantitative and economic alternatives has resulted in growing demand for tests based on biosensors. In this work, it was developed an immunosensor for NS1 detection based on a nanostructured platform consisting of nanohybrid comprising carbon nanotubes and polymeric film polyethyleneimine mounted on electrochemical system consisting of gold microelectrode. The anti-NS1 monoclonal antibodies were immobilized on the electrode surface by covalent bonds with carbon nanotubes, allowing for a high stability during the measurements. All steps of electrode modifications were characterized by electrochemical, structural and morphologically techniques through cyclic voltammetry, infrared spectroscopy by Fourier transform (FT-IR) and scanning electron microscopy, respectively. The thickness of the nanostructured film was determined by piezoelectric system using a quartz crystal microbalance, according to the Sauerbrey equation. The analytical response of the immunosensor against NS1 protein was obtained by applying amperometry by square wave voltammetry (SWV). The immunosensor showed a linear response between 0.1 to 0.6 μg.mL-1 NS1. The data set into the linear regression equation showed a correlation coefficient of 0.996 (p << 0.01, n = 7) and a low relative error (about 1%). The immunosensor presented detection limit of 0.038 μg.mL-1 and a limit of quantification of 0.1 μg.mL-1 NS1, being similar to those obtained in literature, but with advantage of not requiring labeled antigen or antibody (label- free) and to require a more simple analytical technique (VOC). The results indicate that the achieved sensitivity was similar NS1 immunosensors, allowing it to be convenient, fast and economical tool for dengue diagnosis, particularly for early detection of acute phase.

Made available in DSpace on 2014-06-12T18:04:46Z (GMT). No. of bitstreams: 2 arquivo7874_1.pdf: 1288537 bytes, checksum: 8092b9c873dcb4e0aee23caac1795109 (MD5) license.txt: 1748 bytes, checksum: 8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33 (MD5) Previous issue date: 2005 / Neste trabalho foi estudada a resposta não linear de vidros especiais e de sistemas nanoestruturados, como colóides e vitrocerâmicas contendo nanopartículas. A motivação para esta pesquisa advém do grande potencial de aplicabilidade dos materiais estudados na Fotônica. Por exemplo, materiais vítreos com alta não linearidade, que possuam uma rápida resposta não linear e que possam ser usados na óptica integrada, constituem uma classe de materiais de alto interesse tecnológico como possíveis candidatos a chaves lógicas totalmente ópticas. Quanto aos materiais nanoestruturados, suas propriedades podem ser controladas a partir de parâmetros préestabelecidos como o tamanho e a fração volumétrica das nanopartículas, e este controle os torna promissores para aplicações nas mais diversas áreas da Nanofotônica. Considerando isto, foi realizado um estudo sistemático das propriedades ópticas não lineares de vidros antimonetos e tungstatos-fluorofosfatos, e de dois tipos de compósitos: uma vitrocerâmica com nanocristais de NaNbO3 e sistemas coloidais com nanopartículas de prata. Foram estudados os comportamentos não lineares refrativos e absorsivos dos materiais, em função do comprimento de onda e da duração dos pulsos dos lasers de excitação, da composição vítrea dos sistemas e da concentração de nanopartículas. Técnicas experimentais, tais como excitação-e-prova, chave Kerr, varredura Z e limitação óptica, foram empregadas. A dependência da resposta não linear com parâmetros intrínsecos dos materiais foi interpretada, a partir de princípios básicos que definem o comportamento eletromagnético dos sistemas. Modelos teóricos apropriados foram aplicados aos resultados experimentais. Os principais resultados deste trabalho foram: · a caracterização não linear de vidros antimonetos e vidros tungstatos-fluorofosfatos para aplicações como chaveadores ópticos ultrarápidos e limitadores ópticos, respectivamente; · o estudo detalhado da resposta não linear de uma vitrocerâmica contendo nanocristais de niobato de sódio em função da fração volumétrica dos nanocristais; · a identificação de contribuições de alta ordem na susceptibilidade não linear de suspensões de nanopartículas de prata em sistema aquoso; · a observação, em colóide de prata com CS2, do cancelamento da refração e da absorção não linear devido a mecanismos de competição entre as susceptibilidades não lineares da nanopartícula de prata e do próprio CS2

[pt] O trabalho aborda a elaboração do compósito Co-ZnO por redução preferencial com hidrogênio. Inicialmente foi desenvolvida uma avaliação termodinâmica das principais reações para o processo tais como, a pirólise dos nitratos de cobalto e de zinco, responsável pela obtenção dos respectivos óxidos, e a redução destes pelo hidrogênio. O estudo expe rimental foi realizado de forma a se avaliar o efeito de variáveis importantes (fluxo, temperatura e pressão parcial do gás reagente) sobre a cinética das reações de redução. Observou-se a viabilidade de se estabelecer condições onde ocorresse a redução preferencial do óxido de cobalto em relação ao óxido de zinco. Como exemplo pode-se mencionar que na faixa de temperatura de realização dos experimentos de redução do óxido de cobalto (590K - 790K), foram obtidas conversões entre 20 e 80%, dentro de um intervalo de tempo compreendido entre 1 e 15 minutos e com fluxo de hidrogênio da ordem de 0,18L/min. Por sua vez, o compósito pode ser obtido em ensaio realizado na temperatura de 690K pelo tempo de 20 minutos mantido o mesmo fluxo. As caracterizações dos mate riais obtidos foram realizados por difração de raios-X, microscopia eletrônica de varredura/EDS e microscopia eletrônica de transmissão, sendo possível identificar óxidos relativamente puros e o compósito Co-ZnO bastante homogêneo e constituído por partículas na escala nanométrica, características estas, desejáveis para materiais desta natureza. / [en] This work covers the Co-ZnO nano-composite synthesis by hydrogen preferential reduction of these metals oxides which, in turn, were obtained by simultaneous dissociation of their nitrates. Initially it has been developed a thermodynamic evaluation of the main process reactions such as the zinc and cobalt nitra tes pyrolises and the respective oxides reduction by hydrogen. The experimental work was carried out in order to study the effect of the most important variables on the reduction reaction kinetics of the cobalt oxide as well as to investigate some experimental conditions for the formation of the Co-ZnO nanocomposite. It can be said that cobalt oxide is completely and preferentially reduced in 20 minutes at 690K, then allowing the composite formation at this temperature. The materials involved in the process were characterized by X-R diffraction (oxides and co-obtained oxides) and electronic microscopy (SEM/EDS, TEM), being possible to identify a Co-ZnO homogeneous and containing particles in the nano range scale.

[pt] O aumento do interesse em materiais nanoestruturados, nos anos recentes, tem incentivado o desenvolvimento de materiais compósitos de matriz metálica reforçados com nanotubos de carbono. No presente estudo foi produzido um material nano compósito de matriz de cobre contendo nanotubos de carbono (CNT 2% peso), a partir de síntese por métodos químicos. O procedimento começa pela dissociação do nitrato de cobre na presença de CNT e um tensoactivo aniônico a 250°C e sua posterior redução in-situ com atmosfera de Hidrogênio sobre pressão de 1 atm. a 350°C. A análise por difração de Raios X confirmou a formação de CuO puro no momento da dissociação, assim como de cobre metálico após a redução. A presença dos CNT foi detectada nas duas etapas por essa técnica. Análises por Microscopia Eletrônica de Transmissão (MET)mostram que o tamanho médio de partícula do óxido e de 30nm em quanto que para o material reduzido está na faixa de 150-300nm, apresentando-se boa dispersão dos nanotubos. O material reduzido foi compactado, em forma de pastilhas, por pressão uniaxial a frio sob 25MPa e, posteriormente, por pressão isostática a 150MPa. O material compactado foi sinterizado em atmosfera de Argônio a 650°C por 15 min. Análise por Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV) assim como TEM do material sinterizado, mostrou uma distribuição heterogênea de tamanho de grão na faixa de 100nm a 4 μm. Medidas de resistividade elétrica mostram que o compósito apresenta uma resistividade sensivelmente menor a baixa temperatura (2x10(-6) ? .cm) a 83°K que o cobre sem nanotubos (5.9x10(-6) ? .cm). / [en] The increasing interest in nanostructure materials in recent years has provided incentive to develop nanostructure composite materials with metal matrix, reinforced with carbon nanotubes. In the present work, copper matrix nano composite with carbon nanotubos (2% wt) was produced by chemical synthesis method. The procedure begins by the copper nitrate dissociation containing SWCNT and anionic tensoactive agent at 250°C, followed by in-situ reduction at 350°C, under hydrogen atmosphere at pressure of 1atm. CuO and Cu formation was confirmed by X ray diffraction at the moment of dissociation and reduction respectively. CNTs presence was detected at both steps by this characterization method. Transmission Electron Microscopy analysis, estimate particles grain size of 30nm for CuO powder while Cu powder particles were observed to be in the 100-300nm range, showing good dispersion of CNT. Bulk nano-composite pellets of the reduced material were obtained by pre-compactation under uniaxial pressure of 17 MPa followed by issostatic pressure of 150MPa. Sinterizing of the compacted material was carry out at 650°C under Argon atmosphere by 15 min. Scanning Electron Microscopy and Transmission Electron Microscopy analysis of the sinterized material showed an heterogeneous grain size distribution in the 100nm to 4 ìm range. Electric resistivity measures show that the nanocomposite material has lower resistivity at low temperature (2x10(-6) ? .cm) at 83°K than the copper without carbon nanotubes (5.9x10(-6) ? .cm).

Des nouvelles méthodes de gélification avec association de différents composés permettent l’élaboration d’hydrogels sous forme de matrices 3D présentant des propriétés optimales et des fonctions intéressantes. Cette technique d’assemblage peut être effectuée par mélange de plusieurs polymères ou/et par incorporation de nanoparticules dans la matrice polymérique. Ce travail de thèse a montré l’intérêt de mettre en œuvre des réseaux interpénétrés de polymères à base d’alginate et de GelMA, et a mis en évidence l’effet de l’incorporation de nanoliposomes sur les propriétés physico-chimiques des hydrogels. Une caractérisation multi-échelle des hydrogels, a été complétée par une étude des interactions possibles au sein de la matrice 3D. Dans une première partie du travail, une analyse des propriétés de surface des matrices composites à différentes concentrations d’alginate, avant et après fonctionnalisation par des nanoparticules molles, a montré une amélioration de la mouillabilité et de l’énergie de surface des hydrogels. Les propriétés mécaniques des hydrogels ont été déterminées par une caractérisation multi-échelle incluant la microscopie à force atomique (nanoscopique) et le rhéomètre (mésoscopique). Ces analyses ont pris en compte les différentes concentrations d’alginate ainsi que les deux concentrations différentes de liposomes incorporés dans la matrice 3D. Les résultats obtenus ont montré l’intérêt de l’assemblage des deux polymères et l’effet des nanoliposomes sur le processus de gélification de l’alginate dû à une interaction entre les nanoparticules molles et l’agent réticulant (CaCl2). Une étude morphologique des hydrogels a montré la possibilité de contrôler la taille des pores en modifiant la concentration des différents composants des hydrogels ou en fonctionnalisant les matrices 3D par des nanoparticules molles. Les interactions physico-chimiques ont ensuite été étudiées par Spectroscopie de Photoélectrons X, spectroscopie de Résonance Magnétique Nucléaire et Spectroscopie Infrarouge à Transformée de Fourier / Novel crosslinking methods to design 3D hydrogels consist on an innovative combination of various components in order to create 3D structure with optimal properties and functionalities. This blending technic can be carried out by mixing several polymers or/and incorporation of nanoparticles into the polymer network. The present work showed the advantages of interpenetrating polymer networks forms composed of alginate and GelMA and highlighted the effect of the incorporation of nanoliposomes on the physico-chemical properties of the hydrogels. It consisted primarily on a multiscale characterization of the hydrogels and then on the study of the possible interactions in the 3D structure. At first, the surface characterization of the composite hydrogels at different alginate concentrations, before and after the functionalization with soft nanoparticles, showed an improvement of the wetting properties and the surface energy. The mechanical properties of the hydrogels were determined by multiscale analysis using the atomic force microscopy (nanoscopic) and the rheometer (mesoscopic). These analysis took into account the various concentrations of alginateas well as the two different concentrations of the liposomes added in the 3D structure. The results showed the effectiveness of mixing the polymers and the influence of the nanoliposomes on the alginate coagulation due to an interaction between the soft nanoparticules and the coagulation agent (CaCl2). A morphological study of the hydrogels showed the possibility to control the size of the pores by the modification of concentration for each component of hydrogel or by functionalization the 3D structure. The physicochemical interactions were then studied thanks to the X-ray Photoelectron Spectroscopy, the Nuclear Magnetic Resonance Spectroscopy and the Fourier Transform Infrared spectroscopy

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Granular magnetic systems can be composed by magnetic particles or clusters with size of some nanometers. These magnetic nanoparticles present different magnetic order phases, as superparamagnetic, and they can be embedded in both, metallic or insulating matrix. These systems present several phenomena such as the giant magnetoresistance (GMR), tunnel magnetoresistance (TMR) and Coulomb blockade. That phenomena use to disappear when a small termal fluctuation is high enough to reverse the magnetization of the clusters leading the lost the magnetic information in a very short time range. When it occurs, the nano-particles are in superparamagnetic phase. In order to maintain the magnetic information at high values of temperature, or even to suppress the superparamagnetic limit, many works have tried to use an antiferromagnetic matrix, to induce the increase of the energy barrier among the two directions of magnetization easy by the exchange coupling in the grain(FM)/matrix(AFM) interfaces, with the purpose of stabilizing the nano-particles magnetization. In this work, we have produced Co granular samples inside an Al2O3/CoO insulating/antifferomagnetic matrix through a sequential deposition by magnetron sputtering. We aim to explore the couplingmechanisms among the ferromagnetic nanoparticles and the antiferromagnetic matrix. It has been performed measurements of Impedance Spectroscopy (IS), X-ray Difraction (XRD), and magnetization at function temperature analysed by zero-field cooling/field cooling curves (ZFC-FC) at some samples in order to obtain information about the magnetic and structural properties. The measurements of IS and XRD corroborate the formation of Co clusters and the magnetization versus temperature curves to some samples do not indicate evidence of the exchange coupling among the Co clusters and the CoO antiferromagnetic matrix. / Sistemas granulares magnéticos podem ser formados por grãos ou aglomerados magnéticos cujo tamanho é de alguns nanômetros. Estes nano-grãos magnéticos apresentam diferentes fases de ordenamento magnético, como o superparamagnetismo, e podem estar envolvidos tanto por matrizes metálicas como matrizes isolantes. Estes sistemas possuem uma riqueza de fenômenos, como a magnetorresitência gigante (GMR), magnetorresistência túnel (TMR), bloqueio de coulomb entre outros. Estes fenômenos muitas vezes desaparecem quando uma flutuação térmica for suficiente para inverter a magnetização dos grãos, levando-os a perder informação magnética num intervalo de tempo muito curto. Quando isto ocorre dizemos que os nano-grãos estão na fase superparamagnética. Para reter a informação magnética a temperatura ambiente, ou até mesmo suprimir o superparamagnetismo, tem-se tentado o uso de uma matriz antiferromagnética (AFM) onde os nano-grãos ficam imersos, e o acoplamento de troca na interface grão (FM)/matriz (AFM) pode induzir um aumento na barreira de energia entre as duas direções de fácil magnetização e com isso estabilizar a magnetização dos nano-grãos. Neste trabalho foram produzidas amostras granulares de Co imersos em matriz isolante/antiferromagnética de Al2O3/CoO pela deposição alternada do metal e dos isolantes por magnetron sputtering , com a finalidade de explorar os mecanismos de acoplamento entre os nano-grãos ferromagnéticos e a matriz antiferromagnética. Foram realizadas medidas de Espectroscopia de Impedância (IS), Difração de raios-X (XRD), e magnetização em função da temperatura pelas técnicas ZFC-FC em algumas amostras, afim de se obter respostas quanto as propriedades estruturais e magnéticas. As medidas de IS e XRD, indicam a formação de nano-grãos Co e as medidas de magnetização em função da temperatura para algumas amostras, não mostraram com evidência o acoplamento de troca ( Exchange Bias ) entre os grãos de Co e a matriz antiferromagnética de CoO.

The application of nanowires (NWs) in solar cells (SCs) is of great interest due to their new promising aspects established in nanoelectronics. Semiconductors associated with plasmonic metal nanoparticles (NPs) such as Silver (Ag), Gold (Au) and Copper (Cu), show enhanced performance in solid state light absorbing SCs owing to plasmonic characteristic of noble metal NPs. Plasmonic NPs presented a significant role in development of visible light harvesting for many applications such as photocatalytic materials, photodynamic in Surface Enhanced Raman Spectroscopy (SERS) and photovoltaics (PVs). Integration of plasmonic NPs in semiconductor materials have opened the routes to expand new PV systems with high efficiency light absorption. In this project, we introduce the synthesis ZnO and TiO2 NWs used as N-type semiconducting substrates and various methods for isolating plasmonic metal NPs, which are later deposited on the semiconducting substrates. Vertically aligned ZnO and TiO2 NWs arrays were grown on the fluorine-doped tin oxide (FTO) conductive glass substrates via hydrothermal method at low temperature and the plasmonic NPs were synthesized by wet chemistry procedures and finally decorated on the NW films by using electrophoretic deposition.  The impact of metal NPs loaded on the ZnO and TiO2 NWs substrates was studied by means of UV-vis spectroscopy and Photoluminescence (PL) spectroscopy. The absorbance spectra of individual NPs were recorded. Remarkably, the reflectance spectra of produced samples presented an enhancement in light absorption of the substrates after uptake of NPs on the ZnO and TiO2 NWs. The optical properties of the as grown ZnO NWs films decorated with Ag NPs (I) in direct contact with substrate and (II) in presence of an Al2O3 insulating spacer layer have been investigated. Both systems exhibited an enhancement in the UV band-edge emission from the ZnO when excited at 325 nm. In contrast, the broad bend defect emission of the samples did not have a significant change compare to bare ZnO substrates. The observed results suggested that the ZnO and TiO2 NWs decorated with plasmonic nanoparticles can boost the optical properties of MOs NWs substrates and hence effectively enhance the separation of photoexcited electron-hole pairs and photo-conversion applications.