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Análise de tensões em placas finas laminadas sob carregamento dinâmico usando o método dos elementos de contorno / Stress analysis of thin plate composite materials under dynamic loads using the boundary element method

Campos, Lucas Silveira 09 April 2012 (has links)
Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Pós-Graduação em Ciências Mecânicas, 2012. / Submitted by Alaíde Gonçalves dos Santos (alaide@unb.br) on 2012-11-28T13:34:04Z No. of bitstreams: 1 2012_LucasSilveiraCampos.pdf: 1375108 bytes, checksum: 02ea8423654fab03806d2bbca442a022 (MD5) / Approved for entry into archive by Guimaraes Jacqueline(jacqueline.guimaraes@bce.unb.br) on 2012-12-03T14:53:28Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2012_LucasSilveiraCampos.pdf: 1375108 bytes, checksum: 02ea8423654fab03806d2bbca442a022 (MD5) / Made available in DSpace on 2012-12-03T14:53:28Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2012_LucasSilveiraCampos.pdf: 1375108 bytes, checksum: 02ea8423654fab03806d2bbca442a022 (MD5) / Este trabalho apresenta uma formulação dinâmica do método dos elementos de contorno para o cálculo de tensões de placas finas anisotrópicas. As formulações usam soluções fundamentais elasto-estáticas e os termos de inércia são tratados como forças de corpo. As integrais de domínio provenientes das forças de corpo são transformadas em integrais de contorno usando o método da integração radial (MIR). No MIR, a função de aproximação de placas finas aumentada é usada na aproximação das forças de corpo. São implementadas formulações para a análise transiente de placas finas. A integração no tempo é realizada usando o método de Houbolt. As tensôes no domínio são calculadas através de equações integrais. Quando o ponto fonte é colocado no contorno, estas equações integrais se tornam mais que hipersingulares, demandando uma abordagem alternativa para o cálculo das tensões no contorno. Desta forma, as tensões no contorno são obtidas por um procedimento que usa equações integrais para calcular as primeiras derivadas do deslocamento, derivadas das funções de forma e relações constitutivas. Apenas o contorno é discretizado. _______________________________________________________________________________________ ABSTRACT / This work presents a dynamic formulation of the boundary element method for the computation of stresses of anisotropic thin plates. The formulation uses elastostatic fundamental solutions and inertia terms are treated as body forces. Domain integrals that come from body forces are transformed into boundary integrals using the radial integration method (RIM). In the RIM, the augmented thin plate spline is used as the approximation function. The time integration is carried out using the Houbolt method. Stresses inside de domain are calculated using integral equations. When the source point on the boundary, these integral equations become more than hypersingular, demanding an alternative aproach to calculate stresses on the boundary. Therefore stresses on the boundary are computed by a procedure that uses integral equations for the first transversal displacement derivatives, derivatives of shape functions, and constitutive relations. Only the boundary is discretized in the formulation.
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Estudo de anisotropia magnética nos compostos intermetálicos ErFe3Hx e (Er1-x Gdx)Fe3 por espectroscopia Mössbauer no 57Fe

Cunha, Joao Batista Marimon da January 1983 (has links)
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.
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Efeitos de raios de larmor finitos nas instabilidades por temperatura iônica anisotrópica em plasmas inomogêneos de alto beta

Goedert, Joao January 1979 (has links)
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.
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Avaliação acustoelástica do aço 20 MnMoNi 55, material estrutural do vaso de pressão dos reatores nucleares de Angra II e III

DUTRA, Marco Aurélio Monteiro 06 1900 (has links)
Submitted by Almir Azevedo (barbio1313@gmail.com) on 2014-01-08T17:20:57Z No. of bitstreams: 1 dissertacao_mestrado_ien_2009_09.pdf: 5210170 bytes, checksum: 0836aa909487f560b8548174b9614be0 (MD5) / Made available in DSpace on 2014-01-08T17:20:57Z (GMT). No. of bitstreams: 1 dissertacao_mestrado_ien_2009_09.pdf: 5210170 bytes, checksum: 0836aa909487f560b8548174b9614be0 (MD5) Previous issue date: 2009 / Os vasos de pressão das usinas nucleares Angra II e III, que são de grandes espessuras, têm como um dos seus componentes estruturais o aço 20 MnMoNi 55. A avaliação acustoelástica realizada através de ensaios ultrassônicos foi baseada na variação de velocidade da onda ultrassônica cisalhante de incidência normal em função da tensão aplicada no material, utilizando-se a técnica de birrefringência acústica, que é fundamentada na diferença fracional da velocidade da onda ultrassônica em relação à duas direções perpendiculares. Neste trabalho foram realizadas duas experiências. Na primeira, foi avaliado para esta técnica de análise de tensão um novo método de aquisição de sinais ultrassônicos que foi comparado com o método usual, pretendendo determinar suas potencialidades e limites para a aplicação em materiais com até 120 mm de espessura. Na segunda, foi realizado o estudo do comportamento acustoelástico do aço 20 MnMoNi 55. O novo método de aquisição de sinais ultrassônicos apresentou resultados satisfatórios e foi utilizado no estudo acustoelástico do aço 20 MnMoNi 55. A análise acustoelástica indicou que o material apresenta uma comportamento anisotrópico e heterogêneo. A constante acustoelástica do material, obtida experimentalmente através de ensaios de compressão realizados em corpos-de-prova do aço 20 MnMoNi 55, foi utilizada para a análise de tensão de forma quantitativa. Um corpo-de-prova do aço 20 MnMoNi 55 foi submetido à um ensaio de flexão para realizar a análise de tensão de forma qualitativa através da diferença entre as birrefringências obtidas durante o carregamento (B) e antes do carregamento (B0), em cada ponto estudado. Com os resultados obtidos foi possível identificar qualitativamente e quantitativamente as regiões compressivas e trativas. A realização destes ensaios permitiu verificar a eficiência da técnica ultrassônica de birrefringência acústica para analisar o estado de tensões. / The pressure vessels of the Angra II and Angra III nuclear power plants, which are of large thickness, have as one of their structural components the 20 MnMoNi 55 steel. The acoustoelastic evaluation carried out through non-destructive ultrasonic tests was based on the variation of the speed of ultrasonic shear waves of normal incidence as a function of the stress applied in the material using the acoustic birefringence technique, which considers the fractional difference of the speeds of two ultrasonic waves propagating in orthogonal directions. In this work two experiments were carried out. In the first one, a new method for acquisition of ultrasonic signals for joint application with this technique of stress analysis was evaluated by comparison with the conventional one. The aim was to determine its potential and limitations for application in materials up to 120 mm of thickness. In the second experiment, the acoustoelastic behavior of the 20 MnMoNi 55 steel was studied. The new method of acquiring ultrasonic signals led to satisfactory results and was used in the study of the acoustoelastic behavior of the 20 MnMoNi 55 steel. The acoustoelastic analysis indicated that the material has an anisotropic and heterogeneous behavior. The acoustoelastic constant of this material, obtained experimentally from the analysis of the graphs of the material behavior (birefringence x stress) under compression tests performed on specimens of the 20 MnMoNi 55 steel, was used for the quantitative stress analysis. A specimen of the 20 MnMoNi 55 steel was subjected to a bending test to carry out a qualitative stress analysis through the difference between the values of the birefringence obtained during loading (B) and before loading (B0) in every point studied. With the obtained results it was possible to identify qualitative and quantitatively the regions of the specimen under compressive and tensile stresses. The execution of these tests allowed to verify the efficiency of the ultrasonic technique of the acoustic birefringence for the analysis of stress states.
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Ressonância ferromagnética aplicada ao estudo da anisotropia magnética em multicamadas de Co/Pd

Romano, Jose Alexandre 12 September 1997 (has links)
Orientador: Edson Correa da Silva / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Fisica Gleb Wataghin / Made available in DSpace on 2018-08-01T14:06:38Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Romano_JoseAlexandre_D.pdf: 1489878 bytes, checksum: 9e0c9d915c37babfe5e8ef32ccea9623 (MD5) Previous issue date: 1997 / Resumo: O tema central desta tese é o estudo de propriedades magnéticas de multicamadas ultrafinas (ML¿s) de Co/Pd usando a técnica da ressonância ferromagnética (FMR). O trabalho é motivado pela busca de um entendimento dos mecanismos que ocorrem em sistemas de multicamadas magnéticas metálicas causando um aumento da anisotropia magnética. Quando a espessura da camada de Co é de apenas algumas camadas atômicas, a elevada anisotropia faz com que a magnetização seja perpendicular ao plano do filme. O aumento desta anisotropia pode ser explicado, em alguns casos, pelo modelo sugerido por Néel o qual atribui sua elevação à assimetria nas vizinhanças de um átomo na superfície da camada magnética. Também já foi observado que a energia magnetoelástica, dependendo da mistura dos átomos nas interfaces e da espessura da camada de Co, pode contribuir para esta anisotropia. Entretanto, esta é uma questão aberta e a origem microscópica da anisotropia de superfície, ou de interface, ainda não é clara. No sentido de contribuir para o entendimento destas questões, estudamos amostras com camadas de Co de diferentes de espessuras e determinamos as contribuições de volume e de interface para a energia de anisotropia. Um conjunto das amostras sofreu implantação de íons Ar + a diferentes dosagens (1x1013 a 7.5x1014 íons/cm2 ) com o objetivo de modificar gradativamente as interfaces com relação rugosidade e interdifusão entre os átomos de Co e Pd e, desta forma afetar a anisotropia de interface. Outro conjunto sofreu tratamento térmico, a diferentes temperaturas, a fim de determinarmos sua influência na anisotropia magnética. Através da análise da largura de linha dos espectros de FMR, fomos capazes de fazer uma abordagem qualitativa das interações entre as camadas de Co e da homogeneidade das amostras. Analisamos também a influência do substrato, vidro ou silício, na anisotropia magnética e na homogeneidade e qualidade dos filmes. Estudamos ainda com a FMR outros modos de ressonância que aparecem nestes sistemas, alguns cuja origem é atribuída a interações entre as camadas de Co, e outro cuja origem ainda não é bem entendida. Além da FMR, utilizamos também VSM (vibrating sample magnetometer), e SMOKE (surface magneto-optic Kerr effect) como técnicas subsidiárias / Abstract: The central theme of this thesis is the study of magnetic properties of ultrathin multilayers (ML's) of Co/Pd using the ferromagnetic resonance technique (FMR). The work is motivated by the search of a better understanding of the mechanisms that occurs in the metallic magnetic multilayers systems that causes an increase on the magnetic anisotropy. When the thickness of the Co layer is just a few atomic layers, the high anisotropy even causes the magnetization to be perpendicular to the plane of the film. The increase of this anisotropy can be explained, in some cases, using the model suggested by Néel which attributes this increase to the asymmetry in the neighborhood of the atoms at the surface of the magnetic layer. It was already observed that the magnetoelastic energy, depending on the mixture of the atoms at the interfaces and of the thickness of the Co layer, can contribute to this interface anisotropy. However, this is an open question and the microscopic origin of the surface anisotropy, or interface anisotropy, is still not clear. With the purpose to colaborate with the clarification of these questions, we studied samples with different thicknesses of the Co layer and we determined the volume and interface contributions to the anisotropy energy. A set of samples were submitted to Ar + ion implantation at different doses (1x1013 to 7.5x1014 íons/cm2 ). The objective is to modify gradually the interfaces with respect to the rugosity and interdiffusion between the Co and Pd atoms and, in this way, to affect the interface anisotropy. Another set was heat treated in several temperatures, in order to determine its influence on the magnetic anisotropy. Using the FMR line-width results we were able to make a qualitative description of the interactions among the Co layers and of the homogeneity of the samples. We have also analyzed the influence of the substrate, either glass or silicon, on the magnetic anisotropy and on the homogeneity and quality of the films. Other FMR resonance modes were observed in our ML¿s systems. We attributed some of them to interactions between the Co layers. However there is still one mode whose origin is not well understood. Besides the FMR technique, we also used VSM (vibrating sample magnetometer), and SMOKE (surface magneto-optic Kerr effect) as subsidiary techniques / Doutorado / Física / Doutor em Ciências
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Magnetoimpedância gigante em fios e fitas amorfos

Pirota, Kleber Roberto, 1973- 25 January 2002 (has links)
Orientador: Marcelo Knobel / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Fisica Gleb Wataghin / Made available in DSpace on 2018-07-31T23:50:19Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Pirota_KleberRoberto_D.pdf: 7210196 bytes, checksum: c9218cbcb20790395e19215f5ecf5a7f (MD5) Previous issue date: 2002 / Resumo: Esta tese mostra os resultados de três anos e meio dedicados a investigação do fenômeno da Magnetoimpedância gigante (GMI) em fitas ferromangéticas amorfas e microfios amorfos cobertos por uma camada de vidro. Os resultados obtidos em microfios comprovaram a viabilidade da sua utilização em aplicações que usam o fenômeno da Magnetoimpedância. Com relação às fitas, com a indução de anisotropia transversal mediante tratamentos térmicos com tensão, deixou-se claro a possibilidade de se construir um sensor de tensão que faz uso da GMI. Além do trabalho experimental, que envolveu caracterização magnética de amostras, tratamentos térmicos e medidas de GMI, também foi dada uma contribuição teórica no que diz respeito ao entendimento da influência de anisotropias magnéticas e sua distribuição no efeito da GMI / Abstract: This work shows the results of the Giant Magnetoimpedance (GMI) investigations in ferromagnetics ribbons and glass-covered amorphous microwires. The results in microwires demonstrate the viability of its use for GMI applications. Concerning the ribbons, with induced transversal magnetic anisotropy by means of stress-annealing, the possibility of its use as a stress sensor was comproved. In addition witn the experimental work, also some theoretical contribution was done in order to clarify the influence of anisotropies and its distribution on GMI effect / Doutorado / Física / Doutor em Ciências
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Ferromagnetismo com anisotropia na aproximação de acoplamento constante

Hengeltraub, Adolpho, 1938- 15 July 1976 (has links)
Orientador: Nelson de Jesus Parada / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Fisica Gleb Wataghin / Made available in DSpace on 2018-07-17T21:12:45Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Hengeltraub_Adolpho_D.pdf: 2583074 bytes, checksum: 682e4110268dfd48803c24f70e86718c (MD5) Previous issue date: 1976 / Resumo: O estudo de propriedades termodinâmicas de um sistema ferromagnético de Heisenberg, com anisotropia unixial de íon individual, foi abordado por diversos autores, com técnicas de Funções de Green, além do emprego, mais simples, da aproximação de campo molecular. Esta ultima dá resultados insatisfatórios pequenissima variação das propriedades termodinâmicas para grandes variações na anisotropia ao passo que diferentes desacoplamentos, para as Funções de Green, conduzem a resultados discordantes. A aproximação de acoplamento constante, originalmente proposta para o caso particular de spin 1/2, produz resultados bastantes bons, especialmente para a temperatura crítica e calor especlfico ( ordem de curto alcance ). Neste trabalho é feita uma generalização da aproximação de acoplamento constante, para spin arbitrário e para tratar o termo adicional, anisotrópico, que e em seguida, empregada no cálculo das propriedades termodinâmicas de um sistema ferromagnetico de spins 1. Há indicações que alguns resultados deste trabalho são melhores que os anteriormente obtidos com outras técnicas, especialmente as temperaturas críticas / Abstract: Not informed. / Doutorado / Física / Doutor em Ciências
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Grandes deformações e anisotropia por tensores de mapeamento aplicados a problemas de materiais compostos e na conformação de metais / Finite deformations and anisotropy by mapping tensors applied to composites and sheet metal forming

Rubert, José Benaque 21 November 1997 (has links)
Este trabalho tem por objetivo demonstrar a viabilidade do emprego da teoria de interação de substâncias no contínuo para a análise de compostos multifásicos, sendo possível considerar-se substâncias anisótropas através de sua representação via uma formulação isótropa equivalente. No campo teórico, referente à anisotropia via formulação isótropa equivalente, deduzem-se tensores de mapeamento de tensões e deformações para o espaço fictício na configuração deformada, adequados às análises com grandes deformações. Os modelos de materiais compostos e de anisotropia propostos, foram implementados no âmbito de um código de cálculo para análise dinâmica explícita com grandes deformações. Entre as aplicações do programa destacam-se o estudo de problemas de conformação de lâminas metálicas e de compostos multifásicos e a possibilidade de analisar compostos de matriz frágil reforçada por fibras curtas, considerando-se uma função simples de dano elasto-plástico. Os exemplos executados mostram boa concordância dos resultados obtidos neste trabalho com aqueles obtidos por outros autores e com alguns resultados experimentais existentes. / The aim of this work is to valuate the performance of the theory of interacting substances in the continuum (role of mixtures) applied to composites including anisotropic substances which are modeled by an isotropic equivalent formulation. In the theoretical field, with respect to the anisotropy consideration by an equivalent isotropic formulation on the deformed configuration, convenient mapping tensors for stresses and strains in the fictitious space are deduced and applied to large deformation problems. The proposed models of anisotropy and composites were implemented in an explicit code for dynamic analysis with large deformations. The code is applied to the solution of sheet metal forming processes and multiphase composites including an analysis of a brittle matrix composite reinforced by short fibers by a simple elastoplastic damage model. The numerical results of the chosen examples are in good agreement with those suggested in some references or with some reported experiments.
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Difusão rotacional em membrana e anisotropia de fluorescência / Rotacional diffusion membrane and fluorescence anisotropy

Alves, Jozismar Rodrigues 20 December 2012 (has links)
Propriedades estruturais de membranas modelo, tais como as vesículas lipídicas, podem ser investigadas através da adição de sondas fluorescentes. Após sua incorporação aos sistemas biomoleculares, as moléculas fluorescentes são excitadas por luz linearmente polarizada e a emissão de fluorescência é despolarizada, devido à difusão translacional e também à difusão rotacional do fluoróforo, durante o tempo de vida do estado excitado. O monitoramento da luz emitida é feito através da técnica de fluorescência resolvida no tempo, em que são acompanhadas, por um lado, a intensidade da luz emitida, que fornece o tempo de decaimento da fluorescência, dependente do meio, e, por outro, o decaimento da anisotropia nas componentes da luz emitida, cujos tempos de correlação rotacional informam sobre a fluidez do meio. Uma molécula muito usada como sonda fluorescente é o DPH. Este fluoróforo, bastante hidrofóbico, possui simetria molecular uniaxial, e seus momentos de transição de absorção e emissão são colineares. Um dos usos desta sonda é no acompanhamentos da fluidez da bicamada lipídica ao longo da transição de fase das cadeias. A interpretação de dados experimentais requer modelos para a localização das moléculas fluorescentes, bem como para as possíveis restrições a seu movimento. Neste estudo, apresentamos três modelos para a difusão de moléculas fluorescentes uniaxiais, como o DPH, sugeridos em diversos artigos da literatura. O primeiro modelo consiste de um dipolo com rotação livre aleatória em solução homogênea, e serve como base para os modelos de difusão em meios anisotrópicos. No segundo modelo, consideramos rotações aleatórias dos dipolos reemissores no interior de cones distribuídos com seus eixos perpendiculares à vesícula esférica, geometria que pode refletir o movimento da sonda com eixo em media paralelo às cadeias lipídicas, restrito por elas. No terceiro modelo, o dipolo rotacional no plano da bicamada de geometria esférica, movimento que poderia ocorrer entre as monocamadas que constituem a bicamada. Para cada um dos modelos propostos analisamos a difusão rotacional da sonda através de dois métodos: (i) resolvemos a equação de difusão, para uma única molécula, levando em conta as condições de contorno impostas pelos modelos e determinamos a probabilidade da molécula ser encontrada com uma dada configuração em um tempo t. considerando a distribuição de moléculas na geometria proposta, obtemos a expressão analítica para a anisotropia de fluorescência. No caso da geometria do cone, a solução é obtida numericamente; (ii) realizamos simulações numéricas do passeio aleatório rotacional restrito, nas geometrias correspondentes, método muito útil no caso de geometrias de baixa simetria ou de composição de geometrias. Realizamos um estudo exploratório dos dados experimentais para DPH em membrana modelo, à luz dos resultados para os dois modelos propostos para este meio anisotrópico. / Structural properties of model membranes, such as lipid vesicles, may be investigated through the addition of fluorescent probes. After incorporation into the biomolecular system, the fluorescent molecules are excited with linearly polarized light and the fluorescence emission is depolarized due to translational as well as rotational diffusion during the life-time of the excited state. The monitoring of emitted light emitted informs on fluorescence decay times, and the decay of the components of the emitted light yield rotational correlation times which inform on the fluidity of the medium. The fluorescent molecule DPH, of uniaxial symmetry, is rather hydrophobic and has collinear transition and emission moments. It has been used frequently as a probe for the monitoring of the fluidity of the lipid bilayer along the phase transition of the chains. The interpretation of experimental data requires models for localization of fluorescent molecules as well as for possible restrictions on their movement. In this study, we develop calculations for three models for uniaxial diffusion of fluorescent molecules, such as DPH, suggested in several articles in the literature. The first model consists of a free randomly rotating dipole in a homogeneous solution, and serves as the basis for the study of the diffusion of models in anisotropic media. In the second model, we consider random rotations of emitting dipoles distributed within cones with their axes perpendicular to the vesicle spherical geometry: this could mimic the movement of the probe axis parallel to an average lipid chain. In the third model, the dipole rotates in the plane of the bilayer spherical geometry, within a movement that might occur between the monolayers forming the bilayer. For each of the models proposed, two methods are used by us in order to analyse the rotational diffusion: (1) solution of the corresponding rotational diffusion equation for a single molecule, taking into account the boundary conditions imposed by the models, for the probability of the fluorescent molecule to be found with a given configuration at time t. considering the distribution of molecules in the geometry proposed, we obtain the analytical expression for the fluorescence anisotropy, except for the cone geometry, for which the solution is obtained numerically; (11) numerical simulations of a rotational random walk restricted in geometries corresponding method very useful in case of low-symmetry geometries or geometries of composition. In this study, we have reproduced existing calculations, in some cases, extended calculations developed previously by other authors, in others, or, still, developed new calculations. As an application of our methodology for analysis of diffusional rotations, we have conducted an exploratory study of the experimental data for DPH in lipid bilayers, in the light of the results for the two models proposed for anisotropic media.
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Desenvolvimento do processo de produção e estudo estrutural e magnético de filmes finos ordenados de FePt / Delopment Process Production Structural Magnetic Study FePt Ordered Thin Films

Martins, Alessandro 12 April 2004 (has links)
Filmes de ligas FePt com uma estrutura quimicamente ordenada Tetragonal de Face Centrada FCT (tipo L1 IND.0) e textura [001] apresentam anisotropia magnética perpendicular, alta coercividade e grande efeito Kerr polar magnetoóptico. Entretanto, filmes completamente ordenados são normalmente obtidos através de um processo de \"sputtering\" com deposições em altas temperaturas do substrato(T IND. S > OU =600 ºC) ou por pós-tratamento térmico em temperaturas maiores que 500 ºC. As pesquisas atualmente em desenvolvimento visam a obtenção dessa estrutura ordenada a temperaturas mais baixas, o que seria mais adequado para aplicações práticas dos filmes. Neste trabalho, procuramos as melhores condições para a preparação de filmes de FePt com a fase ordenada FCT(001) em reduzidas temperaturas. Investigamos a influência do método de deposição, temperatura do substrato, espessura do filme e tipo de substrato sobre o grau de ordem química e textura dos filmes de FePt e, consequentemente, sobre suas propriedades magnéticas. Os filmes finos de ligas Fe IND.xPt IND. x-1(com x = 50 at%) foram preparados por \"Sputtering Magnetron DC\", através de dois diferentes métodos de deposição: pelo usual de codeposição e pelo método de deposiçãO alternada monocamadas atômicas (DAM). Os filmes foram crescidos sobre substratos de SiO IND.2/ Si(100), Si(100) e MgO(100), com e sem uma camada \"buffer\" de Pt ( com espessuras de 50 1 766 nm), sob T IND. s variando de temperatura ambiente a 600 ºC. O \"buffer\" de Pt foi usado para permitir melhores condições para a indução de um crescimento \"epitaxial\" da ordenada fase FCT(001) nos filmes de FePt. Os resultados da caracterização estrutural e magnética realizados através das técnicas de Difração de RAios-X (XRD) e Magnetometria de Amostra Vibrante (VSM) mostram que os substratos de MgO São adequados para induzir um crescimento \"epitaxial\" de filmes de FePt ) com uma estrutura FCT e textura [001]. Entretanto, com o uso de um \"buffer\" de Pt otimizado (com predominante fase FCC(100)), pré-depositado sobre MgO, foram obtifos melhores resultados em termos de \"epitaxia\" conveniente para o ordenamento da estrutura cristalina, para os filmes de FePt preparados por ambos os métodos de deposição. Os resultados mostram também que o efeito de um crescimento \"epitaxial\" induzido varia com a espessura do filme. Em relação ao método de deposição, os resultados revelam a maior eficiência de método DAM em comparação com o métodos de codeposição para a preparação de filmes de FePt com a fase FCT(001), em temperaturas reduzidas (T IND.s < OU = 400ºC). Com o uso do método DAM, foi possível a obtenção da fase ordenanda FCT(001) em filmes de FePt crescidos diretamente sobre o MgO em T IND. s = 400ºC. Para filmes de FePt crescidos sobre Pt/MgO, a formação da fase FCT(001) foi verificada em T IND.s = 200ºC e um alto grau de ordenamento químico (S = 0,88) em T IND. s = 400ºC. Estudos de Espectroscopia de Absorção de Rios-X (XAS) também foram realizados. / FePt alloy films, with a chemically ordered face-centered-tetragonal FCT (type LI IND.0) structure and [001] texture, present perpendicular magnetic anisotropy, high coactivity and large polar magneto-optical Kerr effect. However, completely ordered films are usually obtained either by sputtering process at high substrate temperatures (T IND.s MAIOR IGUAL A 600°C) or by postanneling treatment at temperatures higher than 500°C. For technological purposes the preparation temperatures has to be as low as possible. In this work we have searched the more adequate conditions to preparation of FePt films with ordered FCT(001) phase at reduced temperatures. We have investigated the influence of deposition methods, substrate temperature, thickness of film, and type of substrate on the degree of the chemical ordering and preferred texture of FePt films and, consequently, on their magnetic properties. The Fe IND.xPt IND.1-x alloy thin films (with x SEMELHANTE A 50 at%) were prepared by DC Magnetron Sputtering, via two different deposition methods: a conventional code position method and an alternate monatomic layer (DAM) deposition method. The films were grown on SiO IND.2/Si (100), Si (100) and MgO (100) substrates, with and without a Pt buffer layer (thickness ranging from 50 to 76 nm), at T IND.s varying from room temperature to 600°C. The Pt buffer layer was used for obtaining better conditions to the induction of an epitaxial grown of FePt films with the ordered FCT(001) phase. The results of structural and magnetic characterization performed by X-ray diffraction (XRD) and vibrating sample magnetometry (VSM) show that the MgO substrates are adequate to induce an epitaxial growth of FePt films with a FCT structure and [001] texture. However, with the use of an optimized Pt FCC(100) buffer layer pre-deposited on MgO, the best conditions to an epitaxial induced growth were obtained, by both deposition methods. The results show also that the quality of the epitaxial induced growth depends on the thickness of the film. In relation to the deposition method in comparison to the code position method for preparation of FePt FCT(001) films, at reduced temperatures (T IND.s MENOR IGUAL A 400°C). With the use of the DAM method it was possible to obtain the ordered FCT(001) phase in the FePt film grown directly on MgO, at T IND.s = 400°C. For FePt film grown on Pt/MgO, the formation of the FCT(001) phase was verified at T IND.s = 200°C, and high degree of chemical order (S=0,88) was obtained at T IND.s = 400°C. X-ray Absorption Spectroscopy (XAS) studies also were done.

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