Made available in DSpace on 2014-06-12T15:54:49Z (GMT). No. of bitstreams: 2 arquivo5250_1.pdf: 2079339 bytes, checksum: e9e25a54bf34a791ec9cd207a86bb39d (MD5) license.txt: 1748 bytes, checksum: 8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33 (MD5) Previous issue date: 2005 / Reações catalíticas promovidas por paládio(0) têm sido utilizadas nos últimos anos com sucesso para diversas reações de acoplamento entre carboidratos e bases nitrogenadas como nucleófilos para síntese de nucleosídeos e nucleotídeos com pronunciadas propriedades antivirais e anticancerígenas. Nos últimos 20 anos, paládio(0) também têm se mostrado versáteis ferramentas para a funcionalização de bases pirimidínicas de nucleosídeos, em especial através das reações de Heck, Suzuki, Stille e Sonogashira, resultando também em compostos biologicamente ativos. Essas reações, hoje, devidamente incorporadas aos procedimentos de síntese orgânica são amplamente utilizadas devido as alta regio- e estereosseletividade e amplo espectro de aplicações. O reação de acoplamento entre varios heterociclos e piranosídeos 2,3-insaturados mediado por Pd(0) como catalisador (reação de Tsuji-Trost) forneceu a formação de ligações C-N na posição alílica (C-4) da molécula do açúcar, gerando glicosídeos 2,3-insaturados acoplados a um núcelo heterocíclico nessa posição (105a-h). Os glicosídeos 105d (X = I) e 105e (X = Br) tiveram suas reatividades testados com uma variedade de compostos apresentando funções acetilênicas terminais, vinílicas e arila mediadas por Pd(0) como catalisador (reações de Heck, Stille, Suzuki e Sonogashira) com intuito de promover a funcionalização da posição C-5 do heterociclo uracila. Com esse intuito, a reação de Heck forneceu uma nova substância (106) em baixo rendimento (18%) com configuração E do grupo inserido. O acoplamento de Stille utilizando CuI como cocatalisador forneceu o composto desejado 108 em 86% de rendimento. Em contrapartida, o acoplamento de Suzuki forneceu três novos produtos (107a-c), em baixos rendimentos (∼5%). Acoplamento de Sonogashira produziu os glicoheterociclos (109a-l, 111) em rendimentos de bons a excelentes (41-98%). A reação de 105d com 1-hexino e dietino-1,4-benzeno gerou os esperados 109b e 111, e como produtos secundários 100 e 112, respectivamente. Os ensaios de atividade biológica desses novos compostos estão em andamento e deverão ter seus resultados apresentados brevemente.

Made available in DSpace on 2014-06-12T17:35:12Z (GMT). No. of bitstreams: 2 arquivo2215_1.pdf: 7095061 bytes, checksum: 7c84bceeb9ae0c2802db5ed106dc61f2 (MD5) license.txt: 1748 bytes, checksum: 8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33 (MD5) Previous issue date: 2009 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / A injeção e extração de fluidos de um reservatório de petróleo causam variações de pressões, temperatura e saturações, que podem afetar o estado de tensões, levando a deformações na rocha reservatório e modificando sua porosidade e permeabilidade, bem como afeta as rochas vizinhas. Trata-se, portanto, de um problema acoplado onde o fluxo de fluidos no reservatório e o comportamento geomecânico da rocha se influenciam mutuamente. Isto pode levar a ocorrência de problemas como compactação e subsidência, fraturamento hidráulico e reativação de falhas. Consiste em um problema acoplado hidromecânico que pode ser representado por um sistema não-linear de equações diferenciais parciais a ser resolvido por esquemas de solução numérica considerando diferentes níveis de acoplamento. Nesta tese, foi implementada uma formulação de fluxo bifásico (água-óleo) do tipo pressão-saturação, cujas variáveis primarias são a saturação de água e a pressão de óleo, usando a estrutura do programa em elementos finitos CODE_BRIGHT (Coupled Deformation Brine Gas and Heat Transport) acoplada ao problema geomecânico. Foi necessário empregar uma técnica de estabilização numérica do tipo upwind para o problema de fluxo, onde o tratamento numérico foi feito com relação ao termo de mobilidade dos fluidos. O programa adota o Método dos Elementos Finitos com Volume de Controle (CVFEM) e foi concebido para simular fluxo de fluidos em reservatórios de petróleo sensíveis ao estado de tensões. Neste, as equações do problema de fluxo bifásico são resolvidas em conjunto com a equação de equilíbrio de tensões, que caracteriza o problema geomecânico. O tipo de acoplamento numérico é o seqüencial implícito onde o problema geomecânico é resolvido sequencialmente ao problema de fluxo, onde as incógnitas são atualizadas simultaneamente em ambos os problemas, a cada interação de Newton-Rapshon. O programa foi validado quanto à formulação pressão-saturação, adotando a estabilização numérica, em um problema de fluxo bifásico tipo Buckley-Leveret, como também foi verificado, com relação a soluções analíticas e resultados numéricos, o acoplamento hidro-geomecânico. Por fim o programa foi aplicado a casos de grande ocorrência na engenharia de reservatórios de petróleo, tais como os problemas de compactação, subsidência e reativação de falhas selantes

Submitted by Fernanda Rodrigues de Lima (fernanda.rlima@ufpe.br) on 2018-07-27T22:51:25Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 811 bytes, checksum: e39d27027a6cc9cb039ad269a5db8e34 (MD5) DISSERTAÇÃO Pedro Paulo Dantas de Souza Paiva.pdf: 5292653 bytes, checksum: 177d836a13787596c993b64d01ede96a (MD5) / Approved for entry into archive by Alice Araujo (alice.caraujo@ufpe.br) on 2018-08-08T17:09:39Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 811 bytes, checksum: e39d27027a6cc9cb039ad269a5db8e34 (MD5) DISSERTAÇÃO Pedro Paulo Dantas de Souza Paiva.pdf: 5292653 bytes, checksum: 177d836a13787596c993b64d01ede96a (MD5) / Made available in DSpace on 2018-08-08T17:09:39Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 811 bytes, checksum: e39d27027a6cc9cb039ad269a5db8e34 (MD5) DISSERTAÇÃO Pedro Paulo Dantas de Souza Paiva.pdf: 5292653 bytes, checksum: 177d836a13787596c993b64d01ede96a (MD5) Previous issue date: 2017-05-26 / O VHTR é um reator nuclear térmico, moderado a grafite e refrigerado por hélio. Para seu desenvolvimento, há a necessidade de utilização de ferramentas computacionais eficientes para a análise de aspectos de modelagem, operação e segurança. A proposta deste trabalho é estudar o comportamento do VHTR por meio de análise paramétrica, alterando-se modelo de turbulência, perfil de geração de energia nos blocos combustíveis e a influência de modificações na própria geometria. Busca-se também avaliar a implementação de uma metodologia simplificada que reduza o esforço computacional e a duração de uma simulação. Procedeu-se à análise do escoamento do fluido refrigerante através dos canais refrigerantes e canais by-pass em uma seção de 1/12 de uma coluna de blocos combustíveis, utilizando-se diferentes modelos de turbulência. Os resultados obtidos com essas simulações foram comparados àqueles obtidos por meio de correlações do número de Nusselt descritos na literatura. Observou-se que a simulação na qual se utiliza o modelo -ε possibilita a obtenção de resultados que convergem bem com aqueles fornecidos pelas correlações, para ambos os tipos de canais. O modelo -ω proporciona bons resultados para os canais refrigerantes e, o SSG, para o canal by-pass. Utilizou-se geometria contendo canais by-pass de diferentes dimensões, além de uma que possuía apenas os canais refrigerantes, sem canal by-pass. Verificou-se que a existência de um escoamento by-pass induz a um aumento no gradiente de temperatura no bloco combustível. Realizaram-se estudos comparativos entre os resultados obtidos em simulações realizadas com diferentes perfis de geração de energia térmica (uniforme e senoidal) nos canais combustíveis. Verificou-se que, quando há a mesma geração de energia térmica total no bloco combustível, a máxima temperatura constatada em cada um dos materiais é menor para o caso da geração de energia com perfil senoidal. Quando utilizado, no perfil senoidal, um fator radial de pico (1,25), há um aumento considerável na temperatura de todos os materiais, possibilitando a ocorrência de regiões em que a temperatura pode ultrapassar o limite usualmente aceito para o combustível do reator (1250°C) em operação normal. O canal refrigerante localizado no centro do bloco combustível tem diâmetro inferior aos demais canais existentes nesse bloco. Para verificar a hipótese de que a existência de um gradiente de temperatura no bloco combustível, com a temperatura mais elevada ao centro e a temperatura mais baixa estando na periferia desse bloco, deve-se fortemente à menor dimensão desse canal central, realizaram-se simulações computacionais utilizando-se uma geometria com canal central de diâmetro igual ao dos demais. A condição de entrada escolhida para essa nova estrutura foi, primeiramente, o mesmo fluxo mássico total e, depois, a mesma diferença de pressão entre entrada e saída verificados na simulação da geometria padrão. Os resultados obtidos confirmam a hipótese aventada. Realizou-se simulação utilizando uma metodologia simplificada, que consiste em uma análise unidimensional do fluido em um canal refrigerante acoplada à análise tridimensional da condução do calor no grafite e nos canais combustíveis. Os resultados obtidos com a metodologia simplificada apresentaram excelente convergência com aqueles obtidos com a simulação completamente tridimensional, e em um tempo de simulação cerca de 45 vezes menor. / The VHTR is a thermal, graphite moderated and helium cooled reactor. For its development, there is a need to use efficient computational tools to analyze aspects of modeling, operation and safety. The purpose of this work is to study the behavior of the VHTR by means of parametric analysis, altering the turbulence model, the energy generation profile in the fuel blocks and the influence of modifications in the geometry itself. It also seeks to evaluate the implementation of a simplified methodology that reduces the computational effort and duration of a simulation. The coolant flow through the coolant channels and by-pass channels were analyzed in a 1/12 section of a fuel block column using different turbulence models. The results obtained with these simulations were compared to those obtained by means of Nusselt number correlations described in the literature. It was observed that the simulation using the -ε model makes it possible to obtain results that converge well with those provided by the correlations, for both types of channels. The -ω model provides good results for the coolant channels and the SSG for the by-pass channel. Geometry was used with by-pass channels of different dimensions, besides one that had only the cooling channels, without by-pass channel. It has been found that the existence of a by-pass flow induces an increase in the temperature gradient in the fuel block. Comparative studies were performed between the results obtained in simulations carried out with different profiles of thermal energy generation (uniform and sinusoidal) in the fuel channels. It was verified that when there is the same total thermal energy generation in the fuel block, the maximum temperature observed in each of the materials is smaller for the generation of energy with sinusoidal profile. When a peak radial factor (1,25) is used in the sinusoidal profile, there is a considerable increase in the temperature of all materials, allowing the occurrence of regions where the temperature may exceed the limit usually accepted for reactor fuel (1250° C) in normal operation. The coolant channel located in the center of the fuel block has a smaller diameter than the other channels in this block. To verify the hypothesis that the existence of a temperature gradient in the fuel block, with the highest temperature at the center and the lowest temperature being at the periphery of this block, is due to the smaller dimension of this central channel, computer simulations were performed using a geometry with a central channel with the same diameter as the others. The input condition chosen for this new structure was, firstly, the same total mass flow and then the same pressure difference between input and output found in the simulation of the standard geometry. The results confirm the hypothesis. Simulation was performed using a simplified methodology, which consists of a one-dimensional analysis of the coolant flow in a coolant channel coupled to the three-dimensional analysis of heat conduction within the graphite and fuel channels. The results obtained with the simplified methodology were in excellent agreement with those obtained with the fully three-dimensional simulation and the time required to complete the simulation with the simplified methodology was about 45 times less than the time that the fully three-dimensional simulation lasted.

Made available in DSpace on 2018-06-27T18:56:24Z (GMT). No. of bitstreams: 3 dissertacao_DEFINITIVA_cayane_pdf.pdf: 5152499 bytes, checksum: b9f8d158e4652f82915d603b42269d77 (MD5) dissertacao_DEFINITIVA_cayane_pdf.pdf.txt: 91545 bytes, checksum: f257ffe55822f3340dd7f3648804bcc8 (MD5) dissertacao_DEFINITIVA_cayane_pdf.pdf.jpg: 3574 bytes, checksum: 7edf0ee93504b784d66bd6f9b3e90fdc (MD5) Previous issue date: 2009-11-20 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / ABSTRACT Title: CuO Nanoparticles: An Efficient and Recyclable Catalyst for Cross-Coupling Reactions C-Se Author: Cayane Genro Santos Academic Advisor: Prof. Dr. Diego Alves In this work, we present an efficient cross-coupling reaction of organic diselenides 1 with aryl boronic acids 2 using a catalytic amount of CuO Nanoparticles (CuO NPs), without any ligand and additive in the presence of air atmosphere. The method gives the corresponding products 3 in good to excellent yields. Ar - Se - Se - Ar + Ar¹B(OH)2 CuO NPs solvent temperature Ar - Se - Ar¹ 1 2 3 Ar, Ar¹ = Aryl Our initial studies have focused on the development of an optimum set of reaction conditions. After that, these reactions were performed with organic diselenides and aryl boronic acids bearing electron-withdrawing and electrondonating groups. We employed the same reaction condition for the tellurium. The products were obtained in satisfactory yields. At the end, we check the recyclability of the catalyst. The catalyst were recovered by centrifugation and reused for 4 catalytic reactions. The catalyst maintained its good level of activity even after being recycled four times. / Neste trabalho, desenvolveu-se uma metodologia para formação de ligação C-Se 3 através de reações de acoplamento cruzado entre disselenetos orgânicos 1 e ácidos aril borônicos 2 na presença de um catalisador nanoestruturado de óxido de cobre (CuO NPs), sem adição de nenhum ligante e/ou base. Os produtos foram obtidos em rendimentos de bons a excelentes. Ar - Se - Se - Ar + Ar¹B(OH)2 CuO NPs solvente temperatura Ar - Se - Ar¹ 1 2 3 Ar, Ar¹ = Arila Partindo da condição otimizada da reação, testou-se a variabilidade dos substratos, tanto de disselenetos quanto de ácidos borônicos, utilizando grupos neutros, doadores e retiradores de elétrons bem como grupos impedidos. Ainda testou-se, a condição reacional para outro organocalcogênio, o telúrio. Os produtos obtidos apresentaram rendimentos muito satisfatórios. Em uma última etapa, realizou-se o estudo de reciclagem do catalisador. O catalisador foi recuperado através de centrifugação e reutilizado por 4 ciclos. A quantidade de catalisador recuperada e sua eficiência catalítica foram verificadas, resultando em ótimos resultados.

Orientador: Roberto Rittner Neto / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Quimica / Made available in DSpace on 2018-08-08T22:55:18Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Vilcachagua_JanainaDantas_M.pdf: 7602676 bytes, checksum: c8ad06bb13f22f25be4a54757dfeb0e2 (MD5) Previous issue date: 2007 / Resumo: Estudaram-se as interações de orbitais e seus efeitos nas constantes de acoplamento JHH e JCH em 1,3,5-trioxano, 1,3,5-tritiano e 1,3,5-tritianos monosubstituídos, onde os substituintes foram os halogênios: flúor, cloro, bromo e metil por dados de ressonância magnética nuclear e cálculos teóricos. Todos os cálculos foram realizados com os programas GAUSSIAN 98 e 03. Os cálculos de otimização de geometrias foram realizados em nível MP2 e a função de base aug-cc-pVTZ. Os cálculos para estudo das interações hiperconjugativas foram feitos com o programa NBO. As constantes de acoplamento foram calculadas utilizando a teoria de perturbação CP-DFT. Obtiveram-se os espectros de RMN de H e de C a temperatura ambiente e a baixa temperatura para obtenção dos valores das constantes de acoplamentos experimentais. A análise conjunta dos dados teóricos e experimentais para o 1,3,5-trioxano e 1,3,5-tritiano mostrou a influência das interações hiperconjugativas nxs*C-HEq, nxs*C-HAx, e nxs*C-X, onde o X pode ser o átomo de oxigênio ou enxofre, nos valores das constantes de acoplamento JCHax, JCHeq e JHH. A análise conjunta dos dados teóricos e experimentais para 1,3,5-tritianos monosubstituídos mostrou a influência dos átomos eletronegativos, flúor, cloro e bromo, no valor da constante de acoplamento JCHax no carbono 6 através do efeito eletrostático. As constantes de acoplamento JCHax e JCHeq, no carbono 2, sofrem influência direta do substituinte eletronegativo. A presença do grupo metila não mostrou nenhum efeito nos valores das constantes de acoplamento estudadas. / Abstract: The present work reports the NMR data and theoretical calculations of orbital interactions and their effects on JHH and JCH coupling constants in 1,3,5-trioxane, 1,3,5- trithiane and 2-substituted 1,3,5-trithianes, where the substitutents are fluorine, chlorine, bromine and methyl. The calculations were carried out with the Gaussian 98 and 03 package of programs. The aug-cc-pVTZ basis sets were employed for geometries optimizations at level MP2. The energies of hyperconjugative interactions were calculated with the NBO program. The coupling constants were evaluated within the CP-DFT perturbative approach. The H and C spectra were recorded for all compounds at room and low temperature, for obtained the determination of coupling constants. The experimental results and those from theoretical calculations showed the influence of hyperconjugative interactions nxs*C-HEq, nxs*C-HAx, e nxs*C-X, where X is oxygen or sulfur atoms, on JCHax, JCHeq and JHH coupling constants in 1,3,5-trioxane and 1,3,5-trithiane. The experimental results and those from theoretical calculations showed the influence of electrostatic effects for JCHax coupling constant in 2-substituted 1,3,5-trithianes with electronegative atoms: fluorine, chlorine and bromine. For carbon 2, the JCHax and JCHeq coupling constants showed the direct influence of the electronegative atom. The alkyl group, methyl, did not present any effects on the coupling constants in study. / Mestrado / Quimica Organica / Mestre em Química

Algumas metapopulações de espécies, como formigas, vivem em colônias que crescem durante algum tempo e depois colapsam. Após o colapso poucos indivíduos sobrevivem. Esses indivíduos se dispersam tentando fazer novas colônias que podem ou não se estabelecer dependendo do ambiente que encontram. Recentemente, Schinazi (2015) usou cadeias de nascimento e morte em ambientes aleatórios para modelar tais populações, e mostrou que a dispersão aleatória é uma boa estratégia para a sobrevivência da população. Nesta tese, introduzimos outros modelos estocásticos de colonização e colapso para os quais consideramos restrições espaciais e diferentes tipos de colapsos. Obtemos para esses novos modelos condições de sobrevivência e extinção. Debatemos algumas situações nas quais a dispersão nem sempre é uma boa estratégia de sobrevivência. Além disso, discutimos a relação destes modelos com outros conhecidos na literatura. Técnicas de percolação, acoplamento e comparação com processos de ramificação convenientemente definidos são usadas para obter os resultados aqui estabelecidos. / Some metapopulations, such as ants, live in colonies that grow for a while and then collapse. Upon collapse, very few individuals survive. These individuals disperse, trying to establish new colonies that may or may not settle, depending on the environment they encounter. Recently, Schinazi (2015) used birth and death chains in random environments to model such populations, and showed that random dispersion is a good strategy for the survival of the population. In this thesis, we introduce other stochastic models of colonization and collapse for which we consider spatial constraints and different kinds of collapse. We obtain conditions for survival and extinction in these new models. We discuss some situations in which dispersion is not always a good survival strategy. In addition, we discuss the relation of these models to others known in the literature. Percolation and coupling techniques and comparison with suitably defined branching processes are used to obtain the results set forth herein.

Made available in DSpace on 2014-06-12T17:42:11Z (GMT). No. of bitstreams: 2 arquivo6732_1.pdf: 1462345 bytes, checksum: 66794bb86e6e79cb927ce383724f1fcd (MD5) license.txt: 1748 bytes, checksum: 8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33 (MD5) Previous issue date: 2010 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / A previsão do comportamento dos solos e rochas, principalmente quando submetidos a variações no estado de tensões, necessita de uma modelagem que leve em conta o fato do meio poroso ser deformável. Para resolver problemas dessa natureza, é necessária a adoção de modelos constitutivos mecânicos e hidráulicos que considerem a variação da permeabilidade intrínseca da rocha (parâmetro chave do problema hidráulico) em função da porosidade, que por sua vez poderá variar devido à deformação do meio (parâmetro do modelo constitutivo mecânico). Uma etapa importante no processo de simulação de meios porosos consiste na escolha de um algoritmo para a integração das relações constitutivas que seja eficiente do ponto de vista computacional, neste sentido foram implementados no código de elementos finitos CODE_BRIGHT algoritmos implícitos de integração de tensões para os modelos constitutivos elasto-plásticos de von Mises (Simo & Hughes, 1998) e de Drucker-Prager. (Souza Neto et al, 2008). Também foi proposta uma modificação no algoritmo de integração implícita com projeção explícita do multiplicador plástico, denominado IMPLEX (Oliver et al., 2008), resultando numa melhor aproximação deste. Na etapa de validação dos algoritmos implementados foram simulados, um caso de expansão de cavidade cilíndrica com solução exata conhecida e dois casos em escala de campo, o escorregamento de um talude, onde somente o modelo mecânico pode ser testado e um caso de perfuração de poço, onde o acoplamento hidro-mecânico é avaliado. Foi modelado ainda, um ensaio triaxial, onde foi observada a modificação proposta para o IMPLEX. A análise dos resultados obtidos mostrouse satisfatória

Made available in DSpace on 2014-06-12T18:06:49Z (GMT). No. of bitstreams: 2 arquivo7761_1.pdf: 1846414 bytes, checksum: 4722f3ce1da69981fe1c64c5b5847ff8 (MD5) license.txt: 1748 bytes, checksum: 8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33 (MD5) Previous issue date: 2006 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / A função de resposta de neurônios disparantes sensoriais individuais (taxa de disparo versus intensidade de estímulo) tem uma faixa dinâmica pequena. Por exemplo, em neurônios sensoriais do olfato, somente 10 dB de intensidade de estímulo podem ser razoavelmente codi ficados, se a saturação e o ruído de baixo estímulo forem desprezados. Isso está em completo contraste com a grande faixa dinâmica observada no próximo passo sináptico: a resposta dos glomérulos e das células mitrais do olfato pode ter faixa dinâmica duas vezes maior. Há evidência experimental de que o acoplamento elétrico entre neurônios (via junções de abertura ou interações efáticas) pode ser responsável por essa melhora da faixa dinâmica. Para calcular o efeito do acoplamento elétrico na resposta coletiva de neurônios disparantes, estudamos o modelo epidêmico SIRS estocástico na rede hipercúbica e reinterpretamos os estados suscetível-infectado-recuperado-suscetível, como polarizado-disparando-refratário-polarizado, respectivamente. Estendemos o modelo recentemente estudado por Jaewook Joo e Joel L. Lebowitz [1], introduzindo um estímulo sensorial externo (que, no contexto epidemiológico, acrescenta uma taxa de infecção espontânea). Fizemos os cálculos analíticos da aproximação de campo médio simples e da aproximação de pares, bem como simulações numéricas. Mostramos que, devido à amplificação via ondas excitáveis, a faixa dinâmica cresce com o acoplamento elétrico até um valor crítico, acima do qual a rede apresenta atividade auto-sustentada. Acima da criticalidade, a faixa dinâmica diminui com o acoplamento elétrico, porque a atividade auto-sustentada mascara o baixo estímulo. A maior faixa dinâmica é, então, obtida precisamente na transição de fase de não-equilíbrio, fornecendo um exemplo bem definido de processamento ótimo na criticalidade. Além disso, o valor máximo da faixa dinâmica para a rede hipercúbica d-dimensional diminui com d

Submitted by Biblioteca do Instituto de Física (bif@ndc.uff.br) on 2017-04-12T23:44:11Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) dissertacao.pdf: 11565559 bytes, checksum: 0c8fc9e5398c5417a887a52e38d46553 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-04-12T23:44:11Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) dissertacao.pdf: 11565559 bytes, checksum: 0c8fc9e5398c5417a887a52e38d46553 (MD5) / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / O grafeno, um material bidimensional a base de carbono, tem propriedades físicas muito interessantes e vem despertando enorme curiosidade científica e tecnológica desde sua recente descoberta experimental em 2004. Vários trabalhos têm apontado as diversas possibilidades de aplicações do grafeno em novos dispositivos, demonstrando a capacidade de se controlar o transporte neste material através da aplicação de campos externos e/ou dopagem. Especial atenção é dada à possibilidade de usar grafeno como base para o desenvolvimento de dispositivos spintrônicos, que aproveitam tanto o transporte de carga quanto de spin eletrônico. Várias características spintrônicas de sistemas mesoscópicos estão relacionados à interação spin-órbita. Como ela é relativamente pequena nos átomos de carbono, muitos trabalhos vêm sendo realizados a fim de se obter uma maneira de aumentar sua intensidade no grafeno - como, por exemplo, através da adsorção de impurezas na superfície do grafeno. O objetivo deste trabalho é estudar o transporte de carga e spin em nanofitas de carbono. Estamos interessados no transporte dentro do regime de resposta linear através dessas nanoestruturas de grafeno na presença de desordem com ou sem acoplamento spin-órbita. Utilizamos modelos efetivos para a adsorção das impurezas, e o formalismo de Landauer para calcular a condutância dos diversos sistemas propostos. Para isso, obtivemos analiticamente as funções de Green de nanofitas de grafeno semi-infinitas de borda armchair, que serviram como contatos para as amostras com defeitos e impurezas adsorvidas. As funções de Green dos condutores centrais foram obtidas tanto por inversão direta do hamiltoniano como de maneira recursiva. Este último m´etodo otimiza o cálculo numérico e viabiliza-o para amostras relativamente grandes, com milhares de átomos. Estudamos os efeitos de uma única impureza que adsorve tipicamente no topo de um carbono sobre as propriedades de transporte, e investigamos as implicações de uma distribuição de impurezas que adsorvem no centro do hexágono e que podem induzir acoplamento spin-órbita em nanofitas de grafeno. Examinamos ainda as consequências de constrições de bordas nas nanofitas. Obtivemos a distribuição espacial de corrente elétrica através da região central do condutor, que permite uma melhor visualização dos efeitos destas dopagens e imperfeições. Quando o acoplamento spin-órbita se torna relevante, a distribuição espacial da corrente para cada direção de spin revela como a corrente se redistribui pela fita e qual o seu grau de polarização de spins. Em particular, mostramos que, em energias associadas ao primeiro platô da condutância, a corrente elétrica flui pelas bordas da tira com polarização total de spins (cada borda polarizada em uma direção). Este comportamento é semelhante aos isolantes topológicos e apresenta um grande potencial para uso em tecnologias futuras. / Graphene, a two-dimensional carbon-based material, has very interesting physical properties and has attracted huge scientific and technological curiosity since its recent experimental discovery in 2004. Several studies have pointed out the various possibilities for applications of graphene on new devices by demonstrating the ability to control the transport in this material by the application of external and/or doping field. Special attention is given to the possibility of using graphene as the basis for the development of spintronic devices, which benefit both charge transport as the spin transport. Several features of mesoscopic spintronic systems are related to the spin-orbit interaction. Since it is relatively small in carbon atoms, several studies have been conducted in order to obtain a way to increase it in graphene - as an example, by adsorption of impurities on the graphene surface. The aim of this work is to study the charge and spin transport in carbon nanoribbons. We are interested in transport within the linear response regime through these graphenebased nanostructures in the presence of disorder with or without spin-orbit coupling. We used effective models for the adatom adsorption, and Landauer formalism for calculating the conductance of the various proposed systems. For this, we obtained analytically the Green’s functions of semi-infinite graphene nanoribbons with armchair edge, which served as contacts for samples with defects and adatom adsorbed. The Green’s functions of the central conductors were obtained either by direct inversion of the Hamiltonian as recursively. The latter method optimizes the numerical calculation and enables it to relatively large samples, with thousands of atoms. We studied the effects of a single adatom which typically adsorbs on top of a carbon on the transport properties, and we investigated the implications of a distribution of adatom which adsorb on the center of the hexagon e can induce spin-orbit coupling in graphene nanoribbons. Further we examined the consequences of edge constrictions in nanoribbons. We obtained the spatial distribution of electric current through the central device, which allows us a better visualization of the effects of these imperfections and doping. When the spin-orbit coupling becomes relevant, the spatial distribution of current for each spin direction reveals how the current is redistributed in the strip and what is your spin polarization degree. In particular, we showed that, associated with the first conductance plateau energy, electric current flows through the edges of the strip with full spin polarization (each edge polarized in one direction). This behaviour is similar to those of the topological insulators, and has great potential for use in future technologies.

Algumas metapopulações de espécies, como formigas, vivem em colônias que crescem durante algum tempo e depois colapsam. Após o colapso poucos indivíduos sobrevivem. Esses indivíduos se dispersam tentando fazer novas colônias que podem ou não se estabelecer dependendo do ambiente que encontram. Recentemente, Schinazi (2015) usou cadeias de nascimento e morte em ambientes aleatórios para modelar tais populações, e mostrou que a dispersão aleatória é uma boa estratégia para a sobrevivência da população. Nesta tese, introduzimos outros modelos estocásticos de colonização e colapso para os quais consideramos restrições espaciais e diferentes tipos de colapsos. Obtemos para esses novos modelos condições de sobrevivência e extinção. Debatemos algumas situações nas quais a dispersão nem sempre é uma boa estratégia de sobrevivência. Além disso, discutimos a relação destes modelos com outros conhecidos na literatura. Técnicas de percolação, acoplamento e comparação com processos de ramificação convenientemente definidos são usadas para obter os resultados aqui estabelecidos. / Some metapopulations, such as ants, live in colonies that grow for a while and then collapse. Upon collapse, very few individuals survive. These individuals disperse, trying to establish new colonies that may or may not settle, depending on the environment they encounter. Recently, Schinazi (2015) used birth and death chains in random environments to model such populations, and showed that random dispersion is a good strategy for the survival of the population. In this thesis, we introduce other stochastic models of colonization and collapse for which we consider spatial constraints and different kinds of collapse. We obtain conditions for survival and extinction in these new models. We discuss some situations in which dispersion is not always a good survival strategy. In addition, we discuss the relation of these models to others known in the literature. Percolation and coupling techniques and comparison with suitably defined branching processes are used to obtain the results set forth herein.