Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências Físicas e Matemáticas. Programa de Pós-Graduação em Física, Florianópolis, 2013 / Made available in DSpace on 2013-12-05T23:39:23Z (GMT). No. of bitstreams: 1 318486.pdf: 2298947 bytes, checksum: 4d85643adc04e7efd3642f24c5c049e4 (MD5) Previous issue date: 2013 / Neste trabalho foram estudadas as propriedades de um sistema magnético finito para modelar uma nanopartícula magnética formada por um número reduzido de momentos de dipolo magnético devido ao spin dos átomos. A nanopartícula é do tipo núcleo/casca, no qual a casca é formada por spins que interagem com outros spins da casca via interação de troca antiferromagnética enquanto para os spins do núcleo essa interação é ferromagnética. Na interface núcleo/casca a interação entre os spins do núcleo com spins da casca pode ser tanto ferro quanto antiferromagnética. Para descrever os possíveis estados de spin utilizamos o modelo XY para os spins, no qual os spins são considerados como variáveis continuas, livres para apontar em qualquer direção do plano xy. Além da interação de troca, consideramos a anisotropia magnetocristalina, a anisotropia de troca e o efeito Zeeman. Nosso modelo foi estudado em uma rede com simetria quadrada, utilizando o método de Monte Carlo com a prescrição de Metropolis. Os resultados obtidos mostram que, na ausência de campo magnético externo, e da anisotropia de troca, o sistema passa continuamente de um estado ordenado para um estado desordenado em uma temperatura bem definida. Na presença de campos magnéticos externos o sistema apresenta o fenômeno do deslocamento dos ciclos de histerese apenas quando da introdução do termo de anisotropia de troca. Entretanto, tal deslocamento depende dos tamanhos do núcleo e da casca e também da intensidade do acoplamento entre os momentos da casca e do núcleo <br>

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:25:31Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2012-02-03Bitstream added on 2014-06-13T18:28:55Z : No. of bitstreams: 1 fier_i_me_rcla.pdf: 1493158 bytes, checksum: 3da88b984b7dae821ba0dcbb1e9fc864 (MD5) / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) / Amostras condutoras de polianilinas dopadas com plastificantes constituíram o objeto principal desse estudo. Medidas elétricas, incluindo técnicas a.c. e d.c. foram conduzidas nesses materiais, além de uma investigação sistemática da influência da pressão nas propriedades de transporte elétrico desses polímeros. Foi ainda desenvolvido um método para realizar medidas de transporte elétrico na direção perpendicular ao filme baseado na ablação a laser, que é capaz de adaptar a amostra e reduzir os efeitos de correntes de fuga pela superfície. Os resultados das medidas indicaram alta anisotropia, com razões entre a condutividade nas direções longitudinal e perpendicular admitindo valores da ordem de 18000 em 300 K e 26000 em 10 K, como já previsto pelas medidas de difração de Raios-X a baixo ângulo, que indicaram grande diferença entre a organização das estruturas do material nessas duas direções. Ademais, foram estudadas as propriedades elétricas do sistema multiferróico BiMn2O5. A dependência com a frequência da constante dielétrica em larga faixa de temperaturas pôde ser estudada e ajustada segundo as relações de Arrhenius acima de 560 K, e de Vogel-Fulcher abaixo dessa mesma temperatura, revelando mecanismos bastante distintos de relaxação dielétrica nessas duas regiões. Segundo as grandezas dos parâmetros encontrados por ajustes nesses dados, e de modo complementar aos resultados obtidos em medidas de coeficiente piroelétrico, estabelecemos que essas cerâmicas apresentam comportamento relaxor em temperaturas próximas a ambiente. Esse resultado é muito importante em termos de aplicações, já que anteriormente se acreditava que a transição ferroelétrica-paraelétrica acontecia em torno de 40 K / Plastdoped conducting polyaniline samples were the focus of this study. Electrical measurements, which included a.c. and d.c. techniques were carried out in these materials, together with a systematic investigation of the pressure dependence of the transport properties in these films. It was also developed a method of properly measuring the transverse conductivity of these samples, based on laser ablation, which is capable of reducing the leakage current effects through the surface. The results have shown the high conductivity anisotropy, with ratios between the longitudinal and transverse conductivities assuming values in the order of 18000 for 300 K and 26000 for 10 K, as expected from the small angle X-ray diffraction characterization, which have shown great difference of the structural organization of both directions in this material. Furthermore, the electrical properties of the multiferroic BiMn2O5 ceramics were studied. The frequency dependence of the dielectric constant in a large temperature range could be fitted by the Arrhenius relation for temperatures above 560 K, and Vogel-Fulcher relation, below this same temperature, revealing very distinct dielectric relaxation mechanisms in these two regions. According the magnitudes of the parameters obtained by fitting this data, and complementary with the study of the pyroelectric coefficient, we have established that these ceramics show relaxor behavior around room temperature. This result is very important regarding the possibilities of applications, as it was previously believed that the ferroelectric-paraelectric transition temperature was around 40 K

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Resumo: Nesta dissertação de mestrado é apresentado um estudo detalhado do comportamento magnético anisotrópico de epicamadas de MnAs crescidas por feixe de epitaxia molecular sobre substratos de GaAs(001) e GaAs(111)B, Medidas de magnetização à temperatura ambiente revelaram que as epicamadas de MnAs tem uma forte anisotropia magnética. No caso das epicamadas MnAs/GaAs(001), a direção de magnetização fácil ocorre no plano dos filmes ao longo da direção cristalográfica [110] dos filmes finos MnAs que é paralela a direção [110] do substrato de GaAs, Observa-se ciclos de histerese quase retangulares com magnetização remanente relativamente alta e campo coercivo baixo. No 111 no plano de filme e corresponde a um plano de magnetização fácil, A deformação da célula unitária do MnAs devido a efeitos de tensão residual é amplamente conhecida na literatura, A diferença nos coeficientes de expansão térmica do MnAs e do GaAs combinado a efeitos de tensão induzida pela aplicação do campo magnético tornam a transição de fase magnetoestrutural do MnAs bastante complexa. Em particular a coexistência das fases ferromagnética e paramagnética nessas epicamadas difere significativamente daquela observada no caso do MnAs massivo, É proposto um modelo baseado na rotação coerente da magnetização para simular os ciclos de histerese magnética de epicamadas de MnAs em temperaturas ao redor da transição de fase magnetoestrutural, A partir dos resultados das simulações é demonstrado que as contribuições das energias magnetoelás- ticas e magnetostrietivas para a densidade de energia livre são cruciais para corretamente descrever a magnetização de ambos os tipos de epicamadas de MnAs, A magnetização foi obtida para campos magnéticos aplicados em diferentes temperaturas e orientações relativas à rede cristalina do MnAs a partir de procedimentos padrões de minimização da densidade de energia livre magnética. Parâmetros fenomenológicos foram usados nos termos de energia de anisotropia magnética em diferentes temperaturas. Utilizamos como variáveis livres nas simulações somente as constantes de acoplamento magnetoelásticas do MnAs, Os coeficientes de acoplamento magnetoelástico obtidos são compatíveis com valores previamente medidos para o MnAs e contribuem significativamente para os termos de primeira ordem e segunda ordem da anisotropia magnética. Os resultados das nossas simulações são consistentes também com a manifestação de uma componente de magnetização fora do plano do filme de MnAs sobre substratos de GaAs(001), Essa componente de magnetização perpendicular já foi observada e relatada, O presente modelo indica que ela é induzida por efeitos de tensão durante a coexistência de fases e que persiste em temperaturas acima da temperatura de Curie da componente de magnetização no plano.

Made available in DSpace on 2015-06-17T19:34:07Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2014-11-07. Added 1 bitstream(s) on 2015-06-18T12:47:23Z : No. of bitstreams: 1 000829950.pdf: 1536265 bytes, checksum: cab3e565a7ae5732696aa8188343c58d (MD5) / Neste estudo verificou-se a condutividade hidráulica saturada e direcional em xisto do Complexo Embu na região de Mauá/SP. Para tanto foram realizados ensaios em laboratório em amostras indeformadas utilizando-se permeâmetros de cargas tanto variável quanto constante, com aplicação de pressão para sucessivos incrementos de gradiente hidráulico. Além disso, realizou-se também análises de granulometria e de determinação do grau de saturação, assim como, o teste de adsorção do azul de Metileno, os quais foram realizados para caracterização da rocha investigada neste estudo. Os resultados referentes à classificação granulométrica mostraram que a rocha objeto deste estudo é do tipo silte arenoargiloso a silte com areia fina. Quanto ao grau de saturação durante os ensaios, verificou-se que nas amostras com foliação: a) paralela ao eixo cartesiano X os graus de saturação finais foram os maiores observados, b) obliqua em ângulo de 60º foram os menores observados e c) obliqua em ângulo de 30º esse parâmetro foi intermediário. Somando-se a isso, o teste do azul de Metileno indicou a ausência de argilas expansivas. Os resultados da condutividade hidráulica indicaram uma condição aparentemente isotrópica em uma rocha fortemente anisotrópica, pelo menos em gradientes hidráulicos mais altos. Entretanto, para gradientes hidráulicos mais baixos, verifica-se uma aparente anisotropia, visto que as respostas das amostras em diferentes direções dependeram diretamente do gradiente hidráulico aplicado. Os valores encontrados para as direções X, Y e Z estão na ordem de 10-09 m/s. Esse comportamento observado pode ser explicado pelos seguintes fatores: a) pequeno espaçamento entre os planos da foliação, o qual parece não ter sido suficiente para ocasionar uma variação significativa entre diferentes direções da condutividade hidráulica, b) gradiente hidráulico limite necessário para que o fluxo seja iniciado... / In this study, the directional saturated hydraulic conductivity in schists from Embu Complex, municipality of Mauá/SP were verified. Laboratory tests were performed in undisturbed rock samples using falling head and constant head permeameters under pressure to promote successive increments of hydraulic gradient. Moreover, analyses of grain size distribution and saturation degree, as well as test of adsorption of Methylene Blue were carried out to characterize the investigated rock in this study. The results about the grain size distribution showed that the studied rock is a sandy-clayey silt and fine sand silt type. The data about saturation degree showed that in the rock samples with foliation: a) parallel to X-axis, the final saturation degrees were the highest observed, b) 60° oblique angle, the final saturation degrees were the smallest observed and c) 30° oblique angle, the final saturation degrees were the intermediate one. In addition, the Methylene Blue stain test showed the absence of expansive clays. The results of hydraulic conductivity showed an apparent isotropic condition in a strongly anisotropic rock, at least in higher hydraulic gradients. However, in lower hydraulic gradients, an apparent anisotropic condition is observed, considering that the responses for the rock samples in different directions are directly dependent to the hydraulic gradient applied. The values obtained for X, Y and Z directions are 10-09 m/s. This behavior can be explained by the following factors: a) small spacing between the foliation planes, which seems not to have been enough to promote a significant variation along the different directions of hydraulic conductivity, b) threshold hydraulic gradient necessary to induce the water flow in the studied schist, c) increase of tortuosity of the porous medium in the oblique and/or perpendicular directions of the foliation planes and d) saturation degree less than 100%, indicating the presence of air...

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:28:28Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2012-02-28Bitstream added on 2014-06-13T19:16:24Z : No. of bitstreams: 1 bicalho_es_me_jabo.pdf: 503292 bytes, checksum: d2ce2166bc9f68e6b65aa37ca5a4615c (MD5) / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / A emissão de CO2 do solo (FCO2) é influenciada por processos físicos, químicos e biológicos que afetam a produção de CO2 no interior do solo e o seu transporte para a atmosfera, variando no tempo e no espaço em função das condições ambientais e do manejo agrícola da área. O objetivo deste estudo foi investigar a correlação existente entre os padrões de estrutura de variabilidade espacial e temporal de FCO2 e atributos do solo, em área de cana-de-açúcar sob sistema de manejo cana crua, por meio de dimensão fractal (DF), derivada a partir de variogramas isotrópicos e anisotrópicos em diferentes escalas espaciais. A área experimental constituiu-se de uma malha regular de 60 × 60 m contendo 141 pontos espaçados em distâncias mínimas que variaram de 0,5 a 10 m. A emissão de CO2, temperatura e umidade do solo foram avaliadas durante 7 dias, sendo determinados os atributos físico e químicos do solo em amostragem na profundidade de 0,0 a 0,1 m. A média de FCO2 variou de 1,26 a 1,77 μmol m-2 s-1 ao longo dos dias, com dependência temporal na média e longa escalas, em alcances superiores a 20 m. Apesar do comportamento isotrópico observado para FCO2, seus valores de DF, calculados para diferentes direções, evidenciaram maior variabilidade temporal na direção paralela à linha de plantio, indicando influência das práticas de manejo adotadas na área. A variabilidade espacial de FCO2 foi mais bem evidenciada na média (20 a 30 m) e longa (40 a 60 m) escalas, com sua estrutura de variabilidade, caracterizada pelo fractograma, correlacionando-se significativamente com a maioria dos atributos do solo e apresentando comportamento similar à observada para a temperatura do solo e volume total de poros. Além disso, os fractogramas permitiram observar o comportamento da dependência espacial e temporal de FCO2 e... / Soil CO2 emission (FCO2) is influenced by physical, chemical and biological factors that affect the production of CO2 in the soil and its transport to the atmosphere, varying in time and space as a function of environmental conditions and agricultural management. The aim of this study was to investigate the correlation between spatial and temporal variability patterns of FCO2 and soil properties in sugarcane area under green management by using fractal dimension (DF), derived from isotropic and anisotropic variogram at different spatial scales. The experimental area consisted of a regular grid of 60 × 60 m containing 141 points spaced at minimum distances ranging from 0.5 to 10 m. Soil CO2 emission, soil temperature and soil moisture were evaluated over a period of 7 days, and soil physical and chemical properties were determined by sampling at a depth of 0.0 to 0.1 m. The average of FCO2 ranged from 1.26 to 1.77 mol m-2 s-1 throughout the days, with temporal dependence in the medium and large scales, at ranges of more than 20 m. Despite the isotropic behavior observed for FCO2, their DF values, calculated for different directions, showed greater temporal variability in the direction parallel to the row, indicating the influence of area management. Spatial variability of FCO2 was better evidenced in the medium (20 to 30 m) and long (40 to 60 m) scales, with its variability structure, characterized by fractogram, significantly correlated with most soil properties and similar behaving to that observed for the soil temperature and total pore volume. In addition, fractograms allowed to observe the behavior of the spatial and temporal dependence... (Complete abstract click electronic access below)

Orientador: Chang Hung Kiang / Banca: Everton de Oliveira / Banca: Miguel Angel Alfaro Soto / Resumo: Neste estudo verificou-se a condutividade hidráulica saturada e direcional em xisto do Complexo Embu na região de Mauá/SP. Para tanto foram realizados ensaios em laboratório em amostras indeformadas utilizando-se permeâmetros de cargas tanto variável quanto constante, com aplicação de pressão para sucessivos incrementos de gradiente hidráulico. Além disso, realizou-se também análises de granulometria e de determinação do grau de saturação, assim como, o teste de adsorção do azul de Metileno, os quais foram realizados para caracterização da rocha investigada neste estudo. Os resultados referentes à classificação granulométrica mostraram que a rocha objeto deste estudo é do tipo silte arenoargiloso a silte com areia fina. Quanto ao grau de saturação durante os ensaios, verificou-se que nas amostras com foliação: a) paralela ao eixo cartesiano X os graus de saturação finais foram os maiores observados, b) obliqua em ângulo de 60º foram os menores observados e c) obliqua em ângulo de 30º esse parâmetro foi intermediário. Somando-se a isso, o teste do azul de Metileno indicou a ausência de argilas expansivas. Os resultados da condutividade hidráulica indicaram uma condição aparentemente isotrópica em uma rocha fortemente anisotrópica, pelo menos em gradientes hidráulicos mais altos. Entretanto, para gradientes hidráulicos mais baixos, verifica-se uma aparente anisotropia, visto que as respostas das amostras em diferentes direções dependeram diretamente do gradiente hidráulico aplicado. Os valores encontrados para as direções X, Y e Z estão na ordem de 10-09 m/s. Esse comportamento observado pode ser explicado pelos seguintes fatores: a) pequeno espaçamento entre os planos da foliação, o qual parece não ter sido suficiente para ocasionar uma variação significativa entre diferentes direções da condutividade hidráulica, b) gradiente hidráulico limite necessário para que o fluxo seja iniciado... / Abstract: In this study, the directional saturated hydraulic conductivity in schists from Embu Complex, municipality of Mauá/SP were verified. Laboratory tests were performed in undisturbed rock samples using falling head and constant head permeameters under pressure to promote successive increments of hydraulic gradient. Moreover, analyses of grain size distribution and saturation degree, as well as test of adsorption of Methylene Blue were carried out to characterize the investigated rock in this study. The results about the grain size distribution showed that the studied rock is a sandy-clayey silt and fine sand silt type. The data about saturation degree showed that in the rock samples with foliation: a) parallel to X-axis, the final saturation degrees were the highest observed, b) 60° oblique angle, the final saturation degrees were the smallest observed and c) 30° oblique angle, the final saturation degrees were the intermediate one. In addition, the Methylene Blue stain test showed the absence of expansive clays. The results of hydraulic conductivity showed an apparent isotropic condition in a strongly anisotropic rock, at least in higher hydraulic gradients. However, in lower hydraulic gradients, an apparent anisotropic condition is observed, considering that the responses for the rock samples in different directions are directly dependent to the hydraulic gradient applied. The values obtained for X, Y and Z directions are 10-09 m/s. This behavior can be explained by the following factors: a) small spacing between the foliation planes, which seems not to have been enough to promote a significant variation along the different directions of hydraulic conductivity, b) threshold hydraulic gradient necessary to induce the water flow in the studied schist, c) increase of tortuosity of the porous medium in the oblique and/or perpendicular directions of the foliation planes and d) saturation degree less than 100%, indicating the presence of air... / Mestre

Neste trabalho foram medidas a magnetoresistência, as curvas de magnetização e remanência magnética de sistemas granulares Co-Ag e Co-Cu submetidos a tratamentos térmicos. Relacionou-se a variação da magnetoresistência, associada ao efeito GMR, com os parâmetros obtidos de curvas 8M, obtidas a partir das medidas de remanência, que são relacionados às interações entre partículas e efeitos de anisotropia. Obteve-se uma correlação entre as amplitudes das curvas 8M e a magnetoresistência, para todas as amostras estudadas. É discutido como interpretar as curvas de 8M, quais as suas vantagens e suas limitações e como os possíveis efeitos de anisotropia podem levar a interpretações equivocadas quanto às manifestações das interações. Verificou-se que os efeitos de anisotropia precisam ser contabilizados no caso de partículas com anisotropia predominante não uniaxial, caso dos sistemas estudados. A partir destas considerações são avaliados os efeitos das possíveis interações entre partículas na magnetoresistência destes sistemas. / In this work were measured the magnetoresistance, magnetization and remanence curves of Co-Cu and Co-Ag granular systems, submitted to thermal treatments. The magnetoresistance change values due to GMR effect, was associated to the parameters from bM curves, extracted from remanence measurements, as a function of the annealing temperature. It was found that there is a correlation between the b M amplitudes and the magnetoresistance, for ali the samples studied. The interpretation of the bM curves, its advantages and limitations, and the importance of the anisotropic effects on these curves, is discussed. The anisotropic effect must be considered iJ:l the case of predominantly non-uniaxial particle systems, as the case of study here. From these considerations, the possible interparticle interaction effects are related to the magnetoresistance of this systems.

Foi realizado um estudo da anisotropia magnética nos hidretos ternários ErFe 3 H x e nos compostos intermetãlicos pseudobinãrios (Era-xGdx)Fe3 utilizando espectroscopia Mdssbauer no 57 Fe. O ErFe 3 apresenta uma reorientação de spin do plano basal para o eixo C em 47 K quando baixamos a temperatura. A direção da magnetização é o resultado da competição entre a anisotropia de campo cristalino nos sitias do Er, a interação magnética de troca e a anisotropia da sub-rede do ferro. Os resultados mostram que esta reorientação de spin ocorre a 240 ±5 K no hidreto, independente da concentração de hidrogénio. Para o pseudobinãrio (Era-xGdx)Fe3 a temperatura de reorientação decresce com o aumento da concentração de Gd, não sendo mais observada para con centrações a partir de 20% atõmico de Gd. Para o hidreto, os re sultados são interpretados em termos de variações na anisotropia de campo cristalino e na interação magnética de troca pela presença do hidrogénio na célula unitária. São feitas algumas considerações sobre a ocupação preferencial dos si- tios intersticiais pelo hidrogénio. O decréscimo da temperatura de reorien tação com o aumento da concentração de Gd pode ser explicado por um modelo simples de partícula única para o cálculo da energia livre levando em conta a interação magnética de troca e a interação de campo cristalino. / The magnetic anisotropy in the ternary hydrides ErFe3Hx and in the pseudobinary (Eri _ x Gd x )Fe3 compounds has been studied by 57 Fe Mdssbauer spectroscopy. ErFe3 shows a spin reorientation from basal plane above 47 K to the C axis below this temperature. The direction of the magnetization is the result of a competition between the crystal field anisotropy at the Er sites, the magnetic exchange interaction and the iron sub-lattice anisotropy. The results show that this spin reorientation in the hydride at 240 ±5 K, as independent of the hydrogen concentration. For the pseudobinary (Er i _ x Gd x )Fe3 a decrease in the reorientation temperature is observed as the Gd concentration increases. Above 20 at%, no reorientation occurs. For the hydride, the results are described as resulting from changes in the crystal field anisotropy and magnetic exchange interaction associated with the presence of hydrogen. Some suppositions are made concerning the hydrogen sites occupation. The decrease in the reorientation temperature with the Gd concentration can be described by a single particle model in which the free energy is calculated in terms of the magnetic exchange and relevant crystalline electric field interactions.

A partir da teoria híbrida cinética foi, recentemente, deduzida uma equação de autovalores para as perturbações eletromagnéticas de frequências w~wci em o-pinches não colisionais e anisotrópicos na temperatura de íons. Esta equação é aqui reduzida a duas equações diferenciais ordinárias, de segunda ordem e homogêneas, mediante uma expansão do raio de larmor do íons térmicos. O termo de ordem zero desta expansão reproduz a relação de dispersão para plasmas homogêneos anisotrópicos enquanto que o termo de ordem e2 (primeira correção não nula) contém, entre outras, ressonâncias de Cherenkov, as quais não compareciam no tratamento homogêneo; mostra-se que estas ressonâncias acontecem para velocidades ~vin/BiII e números de onda típicos dos modos instáveis no caso homogêneo o que ressalta a importância do efeito na estabilidade dos modos íon-ciclotrônicos de Alfvén. O mecanismo físico de base para este fenômeno é discutido e apontado como um efeito FLR de maior importância. Para um plasma encerrado num cilindro perfeitamente condutor são estabelecidos condições de contorno que refletem a existência de relação de dispersão global. Deduz-se ainda uma relação de dispersão local, válida para meios fracamente inomogêneos e que é analisada numericamente revelando substancial redução das razões de crescimento previstas pelo tratamento homogêneo. / From hybrid-kinetic theory an eigenvalue equation for electromagnetic perturbations with w~wci in collisionless theta-pinches with anisotropic ion energy was recently derived. In the present work this equation is reduced to two ordinary second order linear differential equations by an expansion in the thermal ion Larmor radius. The zeroth order expression yields the usual dispersion relation for anisotropic homogeneous plasmas whereas the second order terms (first significant correction) contain Cherenkov resonances, absent in the former treatment, which are reached for speeds ~viII/biII and wavenumbers typical of unstable modes in the homo geneus case, indicating this importance on the stability of modes driven by ion energy anisotropy. These equations are supplemented by appropriate boundary conditions for the case when the plasma is surrounded by a perfectly conducting cylindrical wall. The physical mechanics underlying the influence of Cherenkov resonance parallel to the confining magnetic field as a FLR effect on stability behavior is illustrated. For weak inhomogeneities a local dispersion relation is obtained and numerically analyzed to show significant reduction of growth rate as compared to the homogeneous.