abstract: Rapid processing and reduced end-of-range diffusion effects demonstrate that susceptor-assisted microwave annealing is an efficient processing alternative for electrically activating dopants and removing ion-implantation damage in ion-implanted semiconductors. Sheet resistance and Hall measurements provide evidence of electrical activation. Raman spectroscopy and ion channeling analysis monitor the extent of ion implantation damage and recrystallization. The presence of damage and defects in ion implanted silicon, and the reduction of the defects as a result of annealing, is observed by Rutherford backscattering spectrometry, moreover, the boron implanted silicon is further investigated by cross-section transmission electron microscopy. When annealing B+ implanted silicon, the dissolution of small extended defects and growth of large extended defects result in reduced crystalline quality that hinders the electrical activation process. Compared to B+ implanted silicon, phosphorus implanted samples experience more effective activation and achieve better crystalline quality. Comparison of end-of-range dopants diffusion resulting from microwave annealing and rapid thermal annealing (RTA) is done using secondary ion mass spectroscopy. Results from microwave annealed P+ implanted samples show that almost no diffusion occurs during time periods required for complete dopant activation and silicon recrystallization. The relative contributions to heating of the sample, by a SiC susceptor, and by Si self-heating in the microwave anneal, were also investigated. At first 20s, the main contributor to the sample's temperature rise is Si self-heating by microwave absorption. / Dissertation/Thesis / M.S. Materials Science and Engineering 2013

abstract: Thiol functionalization is one potentially useful way to tailor physical and chemical properties of graphene oxides (GOs) and reduced graphene oxides (RGOs). Despite the ubiquitous presence of thiol functional groups in diverse chemical systems, efficient thiol functionalization has been challenging for GOs and RGOs, or for carbonaceous materials in general. In this work, thionation of GOs has been achieved in high yield through two new methods that also allow concomitant chemical reduction/thermal reduction of GOs; a solid-gas metathetical reaction method with boron sulfides (BxSy) gases and a solvothermal reaction method employing phosphorus decasulfide (P4S10). The thionation products, called "mercapto reduced graphene oxides (m-RGOs)", were characterized by employing X-ray photoelectron spectroscopy, powder X-ray diffraction, UV-Vis spectroscopy, FT-IR spectroscopy, Raman spectroscopy, electron probe analysis, scanning electron microscopy, (scanning) transmission electron microscopy, nano secondary ion mass spectrometry, Ellman assay and atomic force microscopy. The excellent dispersibility of m-RGOs in various solvents including alcohols has allowed fabrication of thin films of m-RGOs. Deposition of m-RGOs on gold substrates was achieved through solution deposition and the m-RGOs were homogeneously distributed on gold surface shown by atomic force microscopy. Langmuir-Blodgett (LB) films of m-RGOs were obtained by transferring their Langmuir films, formed by simple drop casting of m-RGOs dispersion on water surface, onto various substrates including gold, glass and indium tin oxide. The m-RGO LB films showed low sheet resistances down to about 500 kΩ/sq at 92% optical transparency. The successful results make m-RGOs promising for applications in transparent conductive coatings, biosensing, etc. / Dissertation/Thesis / Ph.D. Chemistry 2013

abstract: Boron concentrations and isotopic composition of phlogopite mica, amphibole, and selected coexisting anhydrous phases in mantle-derived xenoliths from the Kaapvaal Craton were measured by secondary ion mass spectrometry in an effort to better understand the B isotope geochemistry of the subcontinental lithospheric mantle (SCLM) and its implications for the global geochemical cycle of B in the mantle. These samples display a wide, and previously unrecognized, range in their boron contents and isotopic compositions reflecting a complex history involving melt depletion and metasomatism by subduction- and plume-derived components, as well as late stage isotopic exchange related to kimberlite emplacements. Micas from ancient lithospheric harzburgite metasomatized by slab-derived fluids suggest extensive B-depletion during subduction, resulting in low-B, isotopically light compositions whereas kimberlite-related metasomatic products and a sample from the 2 Ga Palabora carbonatite have boron isotopic compositions similar to proposed primitive mantle. The results suggest that subduction of oceanic lithosphere plays a limited role in the B geochemistry of the convecting mantle. / Dissertation/Thesis / Masters Thesis Geological Sciences 2014

Neste trabalho, foi avaliada a reatividade de compostos orgânicos contendo boro frente a reações catalisadas por enzimas. Diferentes exemplos de álcoois secundários quirais contendo boro foram acetilados enantiosseletivamente pela lipase de Candida antarctica (CALB). Todas as reações ocorreram com excelente enantiosseletividade (E >200) e ambos os produtos acetilados, bem como os álcoois remanescentes foram obtidos com alto excesso enantiomérico (ee >99%). Além da resolução cinética enzimática, foi avaliado também o processo de resolução cinética dinâmica quimio-enzimática, empregando complexos de rutênio como agentes de racemização. Após estabelecer as condições adequadas para a reação, foi possível obter o produto acetilado de configuração-(R) com 83% de conversão, mantendo a enantiosseletividade observada na reação de resolução cinética enzimática. Como extensão ao trabalho realizado com os álcoois contendo boro, foi estudada a resolução cinética de aminas primárias quirais contendo boro. Foram avaliadas diversas condições reacionais para alcançar a máxima resolução cinética destas aminas via acilação enantiosseletiva catalisada pela lipase CALB. Excelente enantiosseletividade (E >200) e altos excessos enantioméricos (até >99%) foram obtidos utilizando acetato de etila tanto como reagente doador de acila como solvente da reação. Adicionalmente, foi investigada a reação de biorredução de cetonas pró-quirais contendo boro. Os melhores resultados foram obtidos com as enzimas álcool desidrogenases (ADHs) purificadas dos microorganismos Rhodococcus ruber e Lactobacillus brevis. A ADH de R. ruber (ADH-A) promoveu a biorredução das cetonas aos respectivos álcoois de configuração-(R) com excelente enantiosseletividade (ee >99%), enquanto a ADH de L. brevis (ADH-LB) catalisou a redução de alguns exemplos de cetonas aos respectivos álcoois de configuração-(S), também com excelente enantiosseletividade. / In this work, was evaluated the reactivity of boron-containing organic compounds in enzyme-catalyzed reactions. Different examples of boron-containing chiral secondary alcohols were resolved by enantioselective acetylation mediated by lipase from Candida. antarctica (CALB). All reactions showed excellent enantioselectivities (E >200) and both remaining substrates and acetylated product were obtained in high enantiomeric excesses (up to >99%). Besides the enzymatic kinetic resolution, the chemoenzymatic dynamic kinetic resolution was also evaluated, using ruthenium complexes as racemization agents. After establishing the best conditions, the acetylated (R)-product was obtained with 83% conversion, maintaining the high enantioselectivity observed in the enzymatic kinetic resolution. As an expansion of work with boron-containing alcohols, the kinetic resolution of boron-containing chiral amines was studied. Several reaction conditions were studied to achieve the kinetic resolution of boron-containing amines via enantioselective acylation mediated by CAL-B. Excellent enantioselectivity (E >200) and high enantiomeric excess (up to >99%) of both the remaining amines and amides were obtained using ethyl acetate as both acyl donor and the reaction solvent. Additionally, the bioreduction of pro-chiral boron-containing ketones was investigated. The best results were obtained with purified alcohol dehydrogenases (ADH) from Rhodococcus ruber and Lactobacillus brevis. The ADH from R. ruber (ADH-A) mediated the bioreduction of ketones to their respective (R)-alcohols with excellent enantioselectivity (ee >99%), while the ADH from L. brevis (ADH-LB) catalyzed the reduction of some ketones to their respective (S)-alcohols, also with excellent enantioselectivity (ee >99%).

As pentoses são subprodutos de vários rejeitos agrícolas tais como palha de arroz, palha e sabugo de milho, casca de aveia, bagaço da cana-de-açúcar, caroço de algodão, resíduos de madeira e outros, de onde se pode obter, por digestão com ácido forte, o furfural, e dele, por hidrogenação, o álcool furfurílico (FFA). A polimerização do FFA conduzindo a um produto inerte, resistente a corrosão, que tem sido utilizado principalmente como revestimento de mesas e bancadas de laboratório e de tanques industriais, é um produto negro que apresenta estrutura fortemente intercruzada. Porém, seu relativo alto custo tem constituído uma barreira para que suas aplicações se popularizem. Com o aproveitamento de resíduos industriais da produção de etanol, óleo de arroz, algodão, milho, e da indústria madeireira, espera-se a redução de seu custo de produção e, consequentemente, a ampliação de seu campo de aplicações principalmente por tratar-se de um polímero natural não derivado do petróleo. Por outro lado, o país enfrenta sérias dificuldades no campo habitacional, uma delas sendo o elevado custo dos materiais de construção. Viabilizando-se o emprego de madeiras de reflorestamento para emprego em construção civil e industrial, por exemplo, aumentando sua resistência ao ataque de fungos e de insetos, a propagação da chama e a variação dimensional, proporciona-se um número maior de moradias sem, contudo, promover o desmatamento de reservas de madeiras nobres. Neste trabalho tem-se como objetivos a obtenção de compósitos de madeira e polímero que apresentem vantagens sobre a madeira de reflorestamento sem tratamento, e o estudo de um meio de fixar o bom usando o álcool furfurílico para que as propriedades de ambos sejam combinadas e melhoradas. Impregnou-se duas espécies de coníferas muito populares, uma no Brasil e outra no Japão, com álcool furfurílico em combinação com compostos de boro e testou-se algumas de suas propriedades. Espécies de Coníferas \"Japanese cedar\' (Cryptomena japonica D. Don.) - o sugi, e (Pinus caribaea var. hondurensis) - pinus - foram impregnadas com álcool furfurílico (FFA) pelo processo vácuo-encharcamento seguido da cura do FFA sob aquecimento. Compostos de boro: ácido bórico, borato de amônia e biborato de amônia foram adicionados a solução de impregnação. Espécies impregnadas foram submetidas aos testes de eficiência anti-inchamento, resistência aos térmitas, resistência aos microrganismos, resistência a inflamabilidade e resistência as intempéries. Ao lado destes testes, os resíduos das soluções submetidas aos ciclos de lixiviação de acordo com as normas padrões JIS 9201 (1992) foram analisados através de cromatografia iônica com o objetivo de estudar métodos de fixação do boro na madeira. Os resultados mostraram que a resina de FFA confere a madeira alta estabilidade dimensional. Resultados semelhantes são obtidos quando FFA é combinada com compostos de boro. A mobilidade do bom mostrou diferentes comportamentos em comparação com o tratamento com o ácido bórico, embora o boro ainda seja Iixiviável. A madeira tratada com FFA combinada com compostos de boro apresentou grande resistência a ataques de térmitas e à deterioração biológica quando não submetida a lixiviação. Quando lixiviadas a resistência biológica diminui consideravelmente mas ainda assim é maior que a da madeira sem tratamento ou da tratada somente com ácido bórico. O tratamento mostrou que a combinação aumentou a resistência da madeira contra a queima sem chama. A queima produz pouca fumaça e cinzas. As combinações de tratamento não se mostraram eficazes para fixar a cor durante a exposição as condições climáticas / Pentosans are by-products of many agricultural crops such as rice, com and oat husks, comcobs, sugar cane bagasse, cotton seeds, wood wastes, etc. By digesting these by-products with strong acid furfural can be produced, which, in its turn, can be transformed into furfuryl alcohol through hydrogenation. Polymerization of furfuryl alcohol transforms it into an inert corrosion-resistant product that is used as a coating material for laboratory tables, workbenches and industrial tanks. Its relatively high cost, however, has so far been an obstacle to its widespread application. By taking advantage of industrial waste from ethanol distilleries and from the rice, cotton, com oil and wood industries, it is expected to reduce the cost of furfuryl alcohol production and, thus, to increase its applications. This becomes an increasingly relevant objective when one considers the future scarcity of petroleum. Brazil is also beset by a variety of housing-related problems, one of which is the high cost of construction materials. Increasing the resistance of reforested wood against termite and fungi attacks and enhancing its fireproof and anti-swelling characteristics will enable the country to increase housing and preclude further deforestation of hardwood forests. Present work discusses the work involved in developing a wood-polymer composite with particular characteristics for improving the dimensional stability of wood, increasing its resistance against termite and fungi attacks, decreasing its flammability and enhancing its weathering resistance, for proposing the utilization of furfuryl alcohol as boron fixation agent. Two species of very popular softwoods, one of them in Brazil, pine and the other in Japan, sugi were impregnated with poli-FFA. Sapwood blocks of Japanese cedar (Cryptomeria japonica D. Don.) and Caribbean pitch pine (Pinus caribaea varohondurensis) were impregnated with furfuryl alcohol (FFA) by a vacuum-impregnation process followed by curing of FFA under heating. Boron compounds: boric acid, ammonium borate and ammonium biborate were mixed in the impregnation solution. Impregnated specimens were submitted to an anti-swelling efficiency (ASE) test, exposed to attack by termites and microorganisms, and subjected to a flame resistance and natural weathering test. Boron leachability was determined, along with ten cycles of weathering, according to JIS 9201 (1992), by ion chromatography (IC). Results indicated that FFA imparted high dimensional stability to wood when mixed with boron compounds. Boron mobility showed differentiated behavior in comparison to treatment with boric acid alone, although boron was still leachable. Wood specimens treated with a FFA-boron compound combination were quite resistant to termite attacks and to biological deterioration when they were not submitted to leaching cycles. When were submitted to leaching cycles, their biological resistance decreased significantly; however, it was still higher than in untreated wood or in wood treated only with boric acid. The treatment proved to be effective as a glowing retardan1.The combustion yields small amount of smoke and ash. Treatments did not prove efficiency to avoid the color changes in outdoor exposure

Este trabalho analisa o efeito da adição de boro ao aço inoxidável austenítico 316L como um aditivo da sinterização no processo de metalurgia do pó. O efeito do B foi investigado em termos da densificação, microestrutura, dureza, resistência à oxidação e ao desgaste. Os pós de 316L foram misturados com 0,6% e 0,8% em massa de boro, compactados unixialmente a 800 MPa e sinterizados em atmosfera de argônio, a uma taxa de 10°C.min-1 na temperatura de 1240°C durante 30 min. A microestrutura e as fases cristalinas das amostras sinterizadas foram avaliadas por microscopia ótica, microscopia eletrônica de varredura por emissão de campo (MEV-FEG), espectroscopia de raios X por dispersão de energia (EDS) e difração de raios X (DRX) utilizando o método de refinamento Rietveld. A técnica de calorimetria diferencial exploratória (DSC) foi realizada para estudar o comportamento das amostras de 316L com e sem adição de boro, nos estados sólido e líquido. A macrodureza das amostras sinterizadas foi medida na escala Vickers e a microdureza das fases formadas foi medida por meio de ensaios de indentação instrumentada. A composição química dos óxidos formados nas amostras de 316L com e sem adição de boro após os ensaios de oxidação cíclica nas temperaturas de 800°C, 900°C e 1000°C foram determinados por EDS e DRX. O coeficiente de atrito e o coeficiente de desgaste específico das amostras sinterizadas foram determinados por meio do ensaio de deslizamento alternado e os mecanismos de desgastes foram investigados por meio das técnicas de MEV-FEG e EDS. A adição de boro no 316L resulta em uma reação eutética entre o boro e a matriz austenítica do 316L. Os resultados de EDS e DRX revelaram a formação de dois boretos do tipo M2B ricos em Fe, Cr e Mo, (Fe,Cr)2B e (Cr,Mo)2B, provenientes da reação eutética, os quais se concentraram principalmente no contorno dos grãos austeníticos. A formação dos boretos do tipo M2B favoreceu a densificação, através da fase líquida formada durante a sinterização e promoveu o aumento da dureza, da resistência à oxidação e ao desgaste do aço inoxidável austenítico 316L. / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior, CAPES / This work analyses boron additions to AISI 316L austenitic stainless steels, as a sintering additive in the powder metallurgy process. The effect of boron addition was investigated in terms of densification, microstructure, hardness, oxidation resistance and wear behavior. Samples were prepared with 0.6 wt.% and 0.8 wt.% of boron, pressed to 800 MPa and sintered under argon atmosphere. Sintering cycle involved heating up to the sintering temperature of 1240°C, at a rate of 10°C.min-1, holding at this peak temperature for 30 min. Microstructure of the sintered bodies was examined by field emission scanning electron microscopy (FESEM), energy dispersive X-ray spectroscopy (EDS), and X-ray diffraction (XRD), using Rietveld refinement. Differential scanning calorimetry (DSC) was used to study the behavior of both the free and boron-containing 316L samples at solid and liquid states. The Vickers hardness of sintered samples was assessed. Microhardness was evaluated using instrumented indentation. The oxide chemical composition of 316L without and containing boron samples, after cyclic oxidation at 800°C, 900°C and 100°C, was determined by EDS and XRD. The friction coefficients and specific wear coefficient of sintered samples were determined by reciprocating sliding and the wear mechanisms by FESEM and EDS. Boron addition to AISI 316L steel resulted in an eutectic reaction between the austenitic matrix and boron. EDS and XRD results revealed the formation of (Fe,Cr)2B and (Cr,Mo)2B borides, from eutectic reaction, which were concentrated mainly in intergranular sites. The formation of M2B borides favored material densification through the development of a liquid phase during sintering, and promoted an increase in hardness, oxidation and wear resistance of AISI 316L steel.

Orientador: Luiz Carlos Dias / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Química / Made available in DSpace on 2018-08-16T16:04:10Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Pinheiro_SavioMoita_D.pdf: 9633814 bytes, checksum: c4c7b0ac3175d0a710829278dbc19423 (MD5) Previous issue date: 2010 / Resumo: As reações aldólicas com enolatos de boro de metilcetonas quirais contendo o protetor p-metóxi- benzilideno cetal (105 e 106) levaram a obtenção do diastereoisômero com indução 1,5-anti em boas seletividades. A avaliação do processo de dupla-diastereosseletividade da metilcetona 105 mostrou que existe uma influência parcial por parte do aldeído no nível de seletividade. Reações aldólicas com metilcetonas acíclicas 1,2-syn-dissubstituídas contendo os grupos protetores PMB (108) e TBS (107) levaram ao isômero 1,5-anti em baixa seletividade. O emprego das metilcetonas contendo a relação 1,2-anti entre os seus estereocentros mostrou baixos níveis de indução 1,5-anti para a metilcetona 109 e 1,5-syn, para a metilcetona 110, eliminando a possibilidade de competição entre as induções 1,4-syn e 1,5-anti. Com o objetivo de compreender os fatores que controlam a reação aldólica, outros estudos estão em andamento no nosso grupo de pesquisas. / Abstract: We report herein that good to excellent levels of 1,5-anti stereoinduction are obtained in boron enolate aldol reactions of 1,2-syn -alkoxy methyl ketones with achiral aldehydes, when the b-alkoxy protecting group is part of a benzylidene ketal. The strong internal stereoinduction of the b-alkoxy stereocenter of the boron enolates dominates the overall stereochemical outcome of the corresponding aldol addition reactions, leading to the 1,5-anti products with good levels of diastereoselectivities. Even with the use of acyclic a-methyl-b-alkoxy methyl ketones, the b-stereocenter plays a dominant role in determining the sense of 1,5-anti asymmetric induction, although lower levels of diastereoselectivities were obtained. Due to the lower energy difference observed between transition states, it looks like a mismatched relationship case as a competition between 1,4-syn induction from the a-methyl stereocenter and 1,5-anti induction from the b-alkoxy stereocenter. The results showed a predominance of 1,5-induction in competition with 1,4-induction. / Doutorado / Quimica Organica / Doutor em Ciências

Orientador: Vitor Baranauskas / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Elétrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-16T21:57:51Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Batista_JulianaSilva_M.pdf: 1650474 bytes, checksum: 5e384ffa01e0f6cf8cc9677c89725eab (MD5) Previous issue date: 2007 / Resumo: A estrutura eletrônica dos nanotubos de carbono de parede única depende da direção de enrolamento das estruturas de grafeno, determinada pelo vetor quiral. Os nanotubos podem apresentar carácter metálico ou semicondutor. A partir deste vetor classificam-se os nanotubos em três tipos: zig-zag (n,0), armchair (n,n) e quiral (n,m). A modificação das propriedades eletrônicas dos nanotubos pode ser realizada pelo processo de dopagem, que possibilita introduzir na estrutura dos nanotubos, de forma proposital e controlada, durante o processo de síntese, algum tipo de impureza (átomos de outro elemento químico). Neste trabalho é apresentado um estudo teórico preliminar de fragmentos de nanotubos de carbono dopados com boro ou nitrogênio. Efeitos da substituição de átomos de carbono por átomos de boro ou nitrogênio nas propriedades estruturais e eletrônicas de fragmentos de nanotubos são preliminarmente discutidos. / Abstract: The electronic structure of single-wall carbon nanotubes depends on the rolling direction of their graphene structures, and is determined by the quiral vector. Nanotubes may have metallic or semiconductor properties. According to the chiral indices, carbon nanotubes are classified as: zig-zag (n,0), armchair (n,n) and chiral (n,m). The modification of the electronic properties of the nanotubes may be carried out by doping processes. It is possible to introduce some type of impurity, i.e. atoms of another chemical element, to modify the structure of the carbon nanotubes during the synthesis processes. In this work a preliminary theoretical study of fragments of carbon nanotubes doped with boron or nitrogen is presented. Structural and electronic effects of carbon substitution by atoms of boron, or nitrogen have been preliminary discussed. / Mestrado / Eletrônica, Microeletrônica e Optoeletrônica / Mestre em Engenharia Elétrica

Made available in DSpace on 2014-10-09T12:36:53Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Made available in DSpace on 2014-10-09T13:56:02Z (GMT). No. of bitstreams: 1 04373.pdf: 5945321 bytes, checksum: 2ab6ce764052bcd601cde1fffb3f7feb (MD5) / Disserta‡ao (Mestrado) / IPEN/D / Instituto de Pesquisas Energeticas e Nucleares - IPEN/CNEN-SP

Made available in DSpace on 2014-10-09T12:53:51Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Made available in DSpace on 2014-10-09T13:58:57Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Pós magnéticos foram produzidos utilizando o processo de hidrogenação, desproporção, dessorção e recombinação (HDDR). A primeira parte deste trabalho envolveu o estudo do efeito da adição de Co na liga Pr14FebalCoxB6Nb0.1 (x= 0, 4, 8, 10, 12, 16) variando a de temperatura de dessorção/ recombinação de 800° a 900°C, com o objetivo de otimização do tratamento HDDR. A liga Pr14Fe80B6 foi utilizada como padrão. As ligas foram tratadas termicamente a 1100°C por 20 horas para eliminação do Fe- exixtente na liga em estado bruto de fusão. A temperatura de dessorção/ recombinação afetou a microestrutura e as propriedades magnéticas dos ímãs moldados com polímeros. A liga com baixa adição de cobalto (4 at.%) exigiu a temperatura de reação mais alta (880°C) entre os demais ímãs. As temperaturas ótimas para as ligas com 8 at.% Co e 10 at.% Co foram 840°C e 820°C, respectivamente. Ligas com altas concentrações de cobalto (12 at.% and 16 at.%) foram processadas a 840°C. A temperatura de dessorção/ recombinação que apresentou alta anisotropia nas ligas Pr14Fe80B6 e Pr14Fe79,9B6Nb0,1 foi de 820°C. O ímã que apresentou melhor remanência (862mT) foi processado com a liga Pr14Fe67,9Co12B6Nb0,1. Cada liga apresentou uma temperatura de reação otimizada e exibiu uma microestrutura particular, de acordo com a composição. A segunda parte deste trabalho envolveu a caracterização, dos pós HDDR de Pr14Fe80B6, que foram analisadas por difração de raios X com fonte síncrotron para a identificação e quantificação de fases cristalinas, e ainda para a determinação do tamanho médio de cristalitos da fase principal. A microscopia eletrônica de varredura (MEV) foi utilizada para revelar a morfologia dos pós HDDR. / Dissertação (Mestrado) / IPEN/D / Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP