Made available in DSpace on 2016-06-02T20:15:23Z (GMT). No. of bitstreams: 1 TeseTMB.pdf: 14367348 bytes, checksum: ef9553a155da0124cd7abf2dc2c2ab90 (MD5) Previous issue date: 2004-05-03 / Neste trabalho foram investigados, com o auxílio da Espectroscopia Raman, as propriedades vibracionais de sólidos desordenados. Este estudo foi realizado em fluoretos e materiais ferroelétricos nos quais procurou-se observar efeitos combinados de desordens química e estrutural, que deram origem a estresses internos, através de medidas da variação das frequências dos modos vibracionais, da forma da linha e do "splitting" em frequência desses modos. Particularmente, as características ferroelétricas podem ser sondadas pela observação do comportamento do "soft mode", cuja frequência tende a zero com a aproximação da transação de fase ferro-paraelétrica. para isso empregou-se a técnica de espectroscopia Raman na análise de desordem substitucional e estrutural em elpasolites e cerâmicas ferroelétricas dopadas. O espalhamento Raman, devido a seu caráter não invasivo e pela sua sensibilidade a uma grande variedade dessas características, é uma técnica perfeitamente adaptada a esse propósito. Como testemunha, em anos recentes, destaca-se o forte crescimento de publicações sobre esse assunto em períodos de nível internacional. Ademais, esta é uma técnica aplicável a uma vasta gama de materiais como semicondutores, cerâmicas ferroelétricas, vidros, líquidos, etc. Assim, com uma única técnica foi possível caracterizar muitas das modificações oriundas de agentes externos como temperatura, presença de impurezas, efeitos de solução sólida, tratamentos térmicos, etc.

Made available in DSpace on 2016-06-02T20:15:23Z (GMT). No. of bitstreams: 1 3739.pdf: 7585399 bytes, checksum: ef36ef70df9522baa0ebe2cbbca4ebce (MD5) Previous issue date: 2011-12-17 / Financiadora de Estudos e Projetos / In this work, one of the goals was the stabilization and/or optimization of the perovskita phase in the (Pb,La)(Mg1/3Nb2/3)O3+PbTiO3 (PLMN-PT) e Pb(Mg1/3Nb2/3)O3+PbTiO3+La2O3 (PMN-PT:La) powders in order to obtain ceramics with appropriate quality for optical applications. The stabilization of the system studied here was possible by the use of oxygen atmosphere in the powder calcinations process and densification process. Secundary phases, smaller to 5% and until 0% for the calcined powders and the densified pellets respectively were archived. After being given the best calcinations conditions, the pellets were conventionally and uniaxially hot pressing densified on oxygen atmosphere. For all the ceramics were performed structural, micro structural, and electrical characterizations. Comparisons between the systems studied (PLMN-PT and PMNPT: La) and between the densified processes used (conventionally and uniaxial hot pressing) were performed for all PT concentration. Relationship between vacancies and PT concentration were determined from measurements realized. Excellent properties were found for all the ceramics, as such, homogeneous microstructure, high density, free secondary phases and electrical properties as the reported in the literature. Light transmission (from visible to near infrared) was observed in ceramics obtained by uniaxil hot pressing. Electro-óptical characterization in function of frequency and temperature unprecedented were performed for all the transparent ceramics using the dynamic method Senarmont. Finally, electro-optics coefficient ideal for technological applications, this being, a clear sign of the excellent quality of the ceramics obtained in this work. / Neste trabalho, foi realizada a estabilização da fase perovskita nos pós de sistemas baseados no composto Pb(Mg1/3Nb2/3)O3+PbTiO3 (PMN-PT) dopado com lantânio. A estabilização da fase perovskita foi analizada primeiro para o sistema PLMN-13PT, obtido pelo método de mistura de óxidos, sendo usadas diferentes atmosferas no processo de calcinação. Após ser determinada a melhor atmosfera para o processo de calcinação, foram calcinados os pós dos sistemas (Pb,La)(Mg1/3Nb2/3)O3+PbTiO3 (PLMN-PT) e Pb(Mg1/3Nb2/3)O3+PbTiO3+La2O3 (PMNPT: La) em função da concentração de PT, com o intuito de estabelecer a influência da concentração de PT e da estequiometria no processo de calcinação. De tais pós, corpos cerâmicos foram densificados convencionalmente e por prensagem uniaxial a quente em atmosfera de oxigênio. Para todas as cerâmicas foram realizadas caracterizações estruturais, microestruturais e elétricas. Encontrando-se ótimas propriedades, tais como: microestrutura homogênea, alta densidade, baixa quantidade de fases espúrias e propriedades elétricas da ordem das já reportadas na literatura, ideais para aplicações tecnológicas. No caso das cerâmicas densificadas convencionalmente foi possível estabelecer a influência de fases espuridas, do tipo pirocloro, e a geração de vacâncias tanto nos sítios A como nos sítios B (dependendo da fórmula estequiométrica usada) nas diversas propriedades. Sendo um parâmetro importante para determinar as propriedades o comportamento do tamanho de grão em função do PT e sua relação com o volume do contorno de grão. Para as cerâmicas densificadas por prensagem uniaxial a quente, a anisotropia das tensões internas podem favorecer a difusão atômica em direções especificas, durante o processo de densificação, conformando uma cerâmica com grãos que possuam gradientes de concentração dos íons constituintes. Assim as propriedades macroscópicas do material, quando prensado, estariam em função da distribuição de composições medias de cada grão. Transmissão de luz (do visível até o infravermelho próximo) foi observada em amostras preparadas por prensagem uniaxial a quente. Os resultados de transmitância foram analisados segundo processos de espalhamento e absorção de luz por poros e fases precipitadas nos grãos e nos contornos de grão. Também vi foram realizadas caracterizações eletro-ópticas para as cerâmicas transparentes. Medidas inéditas de coeficientes eletro-ópticos foram obtidas para todas as amostras transparentes usando-se o método dinâmico Senarmont. Estas medidas foram relacionadas com as propriedades estruturais, microestruturais e dielétricas, encontrando-se relações importantes com a formação de dominios ferroelétricos e sua influência nas medidas ópticas e eletro-ópticas. Coeficientes elétro-ópticos em função da frequência e temperatura também foram obtidos. Encontrou-se coeficientes eletro-ópticos apropriados para aplicações tecnológicas, sendo isto, um claro sinal da excelente qualidade das cerâmicas obtidas neste trabalho.

Made available in DSpace on 2016-06-02T20:15:24Z (GMT). No. of bitstreams: 1 4096.pdf: 1596453 bytes, checksum: 49914b2cdea816c0ab5585fb684460e5 (MD5) Previous issue date: 2011-06-17 / Universidade Federal de Sao Carlos / In this thesis, we explore two sort of quantum correlations: entanglement and quantum discord. We present a geometric method to identify and measure the degree of entanglement based on symmetries of vectors and matrices associated with the two-qubits density operator of quantum states. We introduce a new basis of parameters describing the density operator, and this procedure allows us to establish the Peres-Horodecki separability criterion in terms of squared distances that obey the Minkowski metric, giving a more general interpretation of this criterion as well as building a quantifier of entanglement. In this method, if the squared distance is of the kind timelike, i.e. non-negative, the two-qubit system is separable. Otherwise, if it is spacelike, namely, the squared distance is negative, the two qubits are entangled. Such squared distances are invariant by unitary transformations and can be represented graphically in a hyperbolic parameterized phase space, allowing a suitable graphic representation, i.e., in a phase space where the system trajectories can be drawn. The method is generalized to a larger class of states having at most seven independent parameters, the D-7 manifold class. Using group theory methods we classify these states according to the symmetries of seven generators, where one of them commutes with the others. We illustrate the method and the theory by presenting several two-qubit systems found in the literature. This same notation is used to calculate the quantum discord for states whose 4 × 4 matrices belong to the D-7 manifold class, providing a more explicit condition of minimization of entropy. We calculate the dissipative dynamics of two-qubits quantum discord under local noisy environments. Choosing initial conditions that manifest the so-called sudden death of entanglement, we compare the dynamics of entanglement with that of quantum discord and we show that in cases where the entanglement suddenly disappears, quantum discord vanishes only in the asymptotic limit. / Nesta tese exploramos dois tipos de correlações quânticas: o emaranhamento e a discórdia. Apresentamos um método geométrico de caracterização e quantificação do emaranhamento baseado em simetrias de vetores e matrizes associados ao operador densidade dos estados quânticos de dois qubits. Introduzimos uma nova base de parâmetros que descrevem o operador densidade, e este procedimento nos permite estabelecer o critério de separabilidade de Peres-Horodecki em termos de distâncias quadráticas que obedecem a métrica de Minkowski, proporcionando uma interpretação mais geral deste critério bem como a construção de um quantificador de emaranhamento. Neste método, quando as distâncias quadráticas forem não negativas, o sistema é dito separável, por outro lado, quando forem negativas o sistema é dito emaranhado. Tais distâncias quadráticas são invariantes por transformações unitárias e podem ser representadas graficamente em um espaço de fase hiperbólico parametrizado, onde uma análise quantitativa pode ser realizada e até mesmo trajetórias podem ser traçadas. O método é generalizado para uma classe maior de estados com até sete parâmetros independentes, que nomeamos de estados de variedade D-7, através do uso de teoria de grupos, onde classificamos os estados de acordo com as simetrias de seus sete geradores, sendo que um deles comuta com todos os outros. Para ilustrar o método proposto, uma série de exemplos presentes na literatura são estudados. Esta mesma notação é empregada no cálculo da discórdia quântica para estados de variedade D-7, proporcionando uma abordagem mais explícita da condição de minimização da entropia. A dinâmica dissipativa da discórdia para um sistema de dois qubits imersos em reservatórios individuais é calculada e, escolhendo condições iniciais que manifestem o fenômeno de morte súbita do emaranhamento, comparamos as duas dinâmicas (emaranhamento e discórdia) e mostramos que nos casos onde o emaranhamento desaparece subtamente, a discórdia quântica desaparece somente no limite assintótico.

Made available in DSpace on 2016-06-02T20:15:24Z (GMT). No. of bitstreams: 1 4114.pdf: 770012 bytes, checksum: 340e322cdf1cd24a971b4b2a15858fde (MD5) Previous issue date: 2000-06-02 / Universidade Federal de Minas Gerais / In this work we investigate some reaction-difusion stochastic processes on the lattice. In particular, we determine the universality classes of critical behavior of a nonequilibrium surface growth process and of the basic contact process. Our main tools of investigation are exact numerical diagonalizations and finite-size scaling ideas. We also present an application of the Bethe ansatz in the exact diagonalization of the infinitesimal generator of a di_usion process of particles without exclusion known as the zero range process. / Neste trabalho investigamos alguns processos estocásticos de reação e difusão na rede. Em particular, determinamos as classes de universalidade de comportamento Crıtico de um processo de crescimento de superfıcies fora do equilıbrio e do processo de contato básico. Para isso utilizamos técnicas de diagonalizacao numérica exata e idéias de finite-size-scaling. Também apresentamos uma aplicação do ansatz de Bethe na diagonalizacao analıtica do gerador infinitesimal do processo de difusão de partıculas sem exclusão conhecido como processo zero range.

Made available in DSpace on 2016-06-02T20:15:24Z (GMT). No. of bitstreams: 1 4500.pdf: 3879542 bytes, checksum: b5f64bb4a570b611b18559c59dc97dd1 (MD5) Previous issue date: 2009-06-25 / Financiadora de Estudos e Projetos / In this work we used the technique of scattering matrix to calculate the transmissivity of polarized spins in a semiconductor symmetrical double-barrier heterostruture. The dynamics of carriers is described by effective mass approximation applied to models of Dresselhaus and Bychkov-Rashba. In the former case, the hamiltonian was studied in its full form, free of approximations. Both models describe interactions of type Spin-orbit, which is basically a coupling between the orbital angular moment of the electron with its magnetic moment of spin. This type of coupling as a consequence creates a splitting of some levels of energy, initially degenerate, resulting in a spectrum of energy more complex than that obtained without taking it into account such interactions. The transmissivity is calculated as a function of some parameters, for the type InAs=GaSb=InAs=GaSb=InAs. All results are compared with literature, and provide new information about the systems. The effects of spin-orbit interactions of Rashba and Dresselhaus show is very favorable to engineering in the manufacture of .lter spin and spintronic devices, as well as the injection of spin in quantum wells and semiconductor detectors based on non-magnetic asymmetric double barrier. / Neste trabalho usamos a técnica da matriz de espalhamento para calcular a trans- missividade de spins polarizados através de heteroestruturas semicondutoras de dupla barreira simétrica. A dinâmica dos portadores é descrita pela aproximação de massa efetiva aplicada aos modelos de Dresselhaus e Bychkov-Rashba. Sendo o primeiro hamil- toniano estudado em sua forma completa, isenta de aproximações. Ambos os modelos descrevem interações do tipo spin órbita, que é, basicamente, um acoplamento entre o momento angular orbital do elétron com seu momento magnético de spin. Esse tipo de acoplamento gera como consequência um desdobramento de alguns níveis de ener- gia, inicialmente degenerados, acarretando em um espectro de energia mais complexo do que àquele obtido sem levar-se em conta tais interações. A transmissividade é cal- culada como função de alguns parâmetros que controlam a e.ciência de polarização, para uma heteroestrutura do tipo InAs=GaSb=InAs=GaSb=InAs. Os efeitos das interações spin órbita de Dresselhaus e Rashba mostram-se bastante favoráveis à fabricação de dispositivos spintrônicos, bem como a injeção de spin em poços quânticos e detectores baseados em semicondutores não magnéticos em dupla barreira assimétrica.

Made available in DSpace on 2016-06-02T20:15:25Z (GMT). No. of bitstreams: 1 4524.pdf: 11370314 bytes, checksum: cac1fe92ad828fa34bae021e46c39108 (MD5) Previous issue date: 2012-03-27 / Financiadora de Estudos e Projetos / In this work, we have investigated the spin effects in p-i-p GaAs/AlAs resonant tunneling diodes under magnetic field parallel to the tunnel current. The spin-dependent tunneling of carriers was studied by analyzing the current-voltage characteristics (I(V)) and the right (+) and left (-) circular polarized PL from the contact layers and the QW as a function of the applied bias. We have observed that the polarization degree from QW and contact emission is highly bias voltage sensitive. For low voltages the QW polarization exhibits strong oscillations with values up to 50% at 15 T and sign inversions for the voltages corresponding to the resonant tunneling of carriers into the well. The GaAs contact emission shows several bands including the indirect recombination between free electrons and holes localized at the 2DHG formed at the accumulation layer (2DHG-e). We have evidence that the spin polarized hole gas can contribute to the circular polarization degree of carriers in the QW. However, our results show that the circular polarization of the carriers in the QW is a complex issue which depends on various points, including the g-factors of the different layers, the spin-polarization of carriers in the contact layers, the density of carriers along the structure and the Rashba effect. The temporal evolution of the spin-polarization carriers was also investigated. We have measured the time-resolved polarized PL emission from the GaAs quantum well (QW) of a p-i-p GaAs/AlAs Resonant Tunneling Device (RTD). We have used a linearly-polarized Ti:Saphire laser and tuned below the QW absorption edge. Therefore, the electrons are created solely at the top GaAs layer and with no defined spin polarization. Under applied bias, the tunneling holes from the p-doping contact attain a quasi-stationary distribution along the RTD structure, while electrons are only photocreated during the pulse excitation with a ps Ti:Sa laser. These photogenerated electrons are driven by the applied bias and tunnel into the QW, where they might recombine with holes or tunnel out of the well. Under illumination, the current-voltage characteristics of the device present two additional features attributed, respectively, to resonant and -X electron tunneling. Optical measurements for biases where these two alternative transport mechanisms have competitive probabilities revealed an unusual carrier dynamics. The quantum well emission is strongly delayed and we observe a remarkable nonlinear effect where the emission intensity decreases at the arrival of a laser pulse. We propose a simple model that adequately describes our results where we assume that the indirect transition rate depends on the density of electrons accumulated along the structure. Under magnetic field, the PL transients reveal two rather distinct time constants, a short time ( ~ 1 ns) and a long one, which is longer than the laser repetition time (> 12 ns). The bi-exponential behavior indicates additional electron-tunneling processes, which may be associated to indirect tunneling through X-AlAs levels and tunneling of hot vs quasiequilibrium carriers at the accumulation layer. Immediately after the laser pulse, while the faster tunneling process dominates, the QW emission shows a rather small polarization. As the faster tunneling process dies out, the polarization increases to a value that remains approximately constant along the whole transient. This result demonstrates that electrons tunneling through these two distinct processes should present different spin-polarization values. We have also observed that at low biases, around to the expected -X resonance , the QW polarization is very sensitive to the excitation intensity, showing a signal inversion as a function the laser intensity. We attribute this effect to a critical dependence of the electron polarization on the occupation of the various levels involved on the process. Furthermore, at large biases, the long decay component almost disappears for low-excitation conditions and show an unusual time-dependent polarization behavior under high-excitation regime. For the analysis of this complex dynamics, we have also considered the process of tunneling out of the QW, which should become more effective, competing with the radiactive recombination process under high bias voltages. Finally, our results reveal new insights on the mechanisms that determine the spin-polarization of carriers tunneling through a doublebarrier structure and can be explored to develop spin-filter devices based on a RTD structure. / Neste trabalho investigamos efeitos de spin em diodos de tunelamento ressonante p-i-p de GaAs/AlAs na presença de campo magnético paralelo à corrente túnel. Para isso, realizamos um estudo sistemático das curvas características de corrente-voltagem I(V) e da fotoluminescência (PL) resolvida em polarização das camadas do contato e do poço-quântico (QW), em função da voltagem aplicada. Observamos que o grau de polarização circular da emissão do QW e do contato são fortemente sensíveis à voltagem aplicada. Em particular, para baixas voltagens, a polarização QW exibe oscilações, atingindo valores de até 50% em 15T com inversões de sinal para voltagens correspondentes ao tunelamento ressonante de portadores. Na emissão observamos também a recombinação indireta entre elétrons livres e buracos localizados no gás bidimensional de buracos que se forma na camada de acumulação (2DHG). Os resultados obtidos mostram que esse gás bidimensional de buracos pode contribuir para o grau de polarização dos portadores no QW. Entretanto, verificamos também que origem da polarização dos portadores no QW é uma questão complexa que depende de vários pontos, incluindo fatores g das diferentes camadas, a polarização de spin dos portadores nas camadas de contato, a densidade de portadores ao longo da estrutura, efeito Rashba e etc. A evolução temporal dos portadores de spin-polarizados também foi investigada neste trabalho. Realizamos medidas da PL resolvida em polarização e resolvida no tempo para o QW de um DTR assimétrico. Sob voltagem aplicada, os buracos que tunelam a partir do contato dopado tipo-p atingem uma distribuição quase-estacionária ao longo do DTR, enquanto os elétrons são fotocriados apenas durante o pulso de laser. Os elétrons se movem sob ação da voltagem aplicada e tunelam no QW, onde podem se recombinar com buracos ou tunelar para fora do poço. Sob excitação óptica, as curvas I(V) do dispositivo apresentam dois picos adicionais atribuídos ao tunelamento ressonante e -X de elétrons, respectivamente. As medidas das emissões ópticas para as voltagens onde esses dois mecanismos alternativos de transporte têm probabilidades semelhantes revelam uma dinâmica de portadores incomum. Nessa condição, a emissão QW torna-se bastante lenta e observa-se um efeito não-linear no qual a intensidade de emissão diminui com a chegada de um novo pulso de laser. Para compreensão dos resultados obtidos, desenvolvemos um modelo simples onde consideramos que a taxa de transição indireta depende da densidade de elétrons acumulados. O modelo proposto descreve adequadamente nossos resultados experimentais. Na presença de campo magnético paralelo à corrente túnel, os transientes PL apresentam duas constantes de tempo distintas, uma curta (~ 1 ns) e uma longa, que é maior do que o tempo de repetição do laser (> 12 ns). Este comportamento bi-exponencial indica processos adicionais de tunelamento de elétrons, que podem estar associados ao tunelamento através dos estados da banda X do AlAs, e ao tunelamento de portadores quentes ( hot carriers ) vs portadores em quase-equilíbrio na camada de acumulação. Imediatamente após o pulso de laser, quando o processo de tunelamento mais rápido domina o transiente, a emissão QW mostra uma polarização pequena. Quando o processo de tunelamento mais rápido se extingue, a polarização aumenta para valores que permanecem aproximadamente constantes ao longo de todo o transiente. Este resultado demonstra que o tunelamento de elétrons através destes dois processos distintos deve apresentar diferentes valores de polarização de spin. Observamos também que para baixas voltagens, em torno da ressonância -X, a polarização QW é muito sensível à intensidade de excitação, mostrando uma inversão de sinal em função da intensidade do laser. Atribuímos este efeito a uma dependência crítica da polarização de elétrons pela ocupação dos diversos níveis envolvidos no processo. Além disso, em altas voltagens o decaimento da componente longa quase desaparece em condições de baixa excitação, e apresenta um comportamento incomum da polarização dependente do tempo no regime de alta excitação. Nossos resultados dão uma contribuição na compreensão de mecanismos que determinam a polarização de spin dos portadores em estruturas de barreira dupla, podendo ser útil no desenvolvimento de filtros de spin baseados em um DTR.

Made available in DSpace on 2016-06-02T20:15:25Z (GMT). No. of bitstreams: 1 TeseJSG.pdf: 1135396 bytes, checksum: b3e53ebb2a7e53dbbd718828cf88d769 (MD5) Previous issue date: 2004-12-13 / In the last decades, the high frequency dielectric response has been one of the most studied issues in the ferroelectricity area. The main dielectric characteristic is the strong dependence of the dielectric parameters (real and imaginary component of the dielectric permittivity) with the measuring frequency (dielectric dispersion). Among them, the perovskite-structured family, such as barium titanate (BaTiO3), pure and modified lead zirconate titanate (PZT and PLZT, respectively), and some others similar compounds can be emphasised. In order to explain such phenomenon some theoretical models have been proposed, nevertheless a major discussion about the true mechanism responsible for the microwave dielectric dispersion remains still open. In this work, a pressurecontrolled sample holder for microwave dielectric measurements is presented. The experimental set-up involves a coaxial line coupled to a pressure-controlled sample holder able to obtain the dielectric characterization as a function of the temperature. On the other hand, the microwave dielectric dispersion process was investigated in the relaxor and normal ferroelectric composítions of lanthanum modified lead titanate ceramics. The obtained results were discussed concerning a damped harmonic oscillator, considering the vibration of the boundaries of the polar regions, independently of their structure, as the mechanism responsible for the high frequency dielectric anomalies (dielectric dispersion and resonance) in ferroelectric systems. / Nas últimas décadas a resposta dielétrica de altas freqüências (~GHz) tem sido um dos assuntos mais estudados na área da ferroeletricidade. Sua principal característica dielétrica se constitui em uma forte dependência dos parâmetros dielétricos (componente real e imaginária da permissividade dielétrica) com a freqüência em um amplo intervalo de temperatura (dispersão dielétrica). Dentre os ferroelétricos mais investigados, encontramos basicamente sistemas compostos por estruturas perovskitas tais como, titanato de bário (BaTiO3), titanato zirconato de chumbo puro ou modificado com lantânio (PZT e PLZT, respectivamente), entre outros. Com o intuito de explicar o comportamento dos parâmetros dielétricos na região de altas freqüências, muitos modelos têm sido propostos. No entanto, a discussão a respeito do verdadeiro mecanismo responsável por tal comportamento permanece ainda em aberto. Neste trabalho, desenvolvemos um sistema experimental otimizado para obter medidas dielétricas em materiais ferroelétricos na região de freqüências de microondas. O sistema é composto por uma linha coaxial acoplada a um suporte de amostra controlado por pressão uniaxial que permite a caracterização dielétrica em um amplo intervalo de temperatura. O processo de dispersão dielétrica em microondas foi investigado em cerâmicas de titanato de chumbo modificado com lantânio para composições com características de transição de fase normal e relaxora. Os resultados obtidos foram discutidos considerando um oscilador harmônico amortecido, sendo a vibração do contorno das regiões polares, de forma geral, o mecanismo responsável pelas anomalias dielétricas observadas (dispersão dielétrica e ressonância) nos sistemas ferroelétricos, independente de sua estrutura.

Made available in DSpace on 2016-06-02T20:15:25Z (GMT). No. of bitstreams: 1 TeseJV.pdf: 3915378 bytes, checksum: f5352fc1801d3994bd3db7390cb8cd4d (MD5) Previous issue date: 2004-10-29 / Financiadora de Estudos e Projetos / In the context of spin electronics, this doctorate thesis presents an experimental study of spin polarized transport in epitaxial heterostructures as planar magnetic tunnel junctions formed by semiconductors and metallic ferromagnets. It was demonstrated that the epitaxial Fe/ZnSe/Fe structures fabricated by molecular beam epitaxy have the microscopic and macroscopic properties necessary for application in magnetic tunnel junctions. The experimental observation of antiferromagnetic coupling in these structures indicates strongly that samples are free of pinholes for barrier thickness down to 25 Å. Spin polarized transport studies using microjunctions demonstrated that the conductance mechanism is the resonant tunneling via defect states in the barrier, reinforcing the idea anticipated theoreticaly that the transport depends on the magnetic tunnel junction structure as a whole. This result is general since defect states near the Fermi energy are expected for semiconductor and insulanting barriers, pointing out the importance of their roles in the understanding of the spin polarized tunneling phenomena. The study of growth properties associated with magnetic properties made possible the use of MnAs films as current polarizer electrode in magnetic tunnel junctions. Experiments exploiting magnetic phase transition were also realized for these MnAs films. Our first results of spin polarized transport in a Fe/ZnSe/MnAs presented a tunnel magnetoresistance variation of 10 %, indicating that MnAs can transmit spin polarized electrons across a ZnSe barrier. / No contexto da eletrônica de spin, esta tese de doutorado apresenta um estudo experimental em física básica sobre transporte polarizado em spin em heteroestruturas epitaxiais do tipo junções túnel magnéticas planares constituídas por semicondutores e ferromagnetos metálicos. Foi demonstrado que as estruturas epitaxiais Fe/ZnSe/Fe fabricadas possuem as propriedades microscópicas e macroscópicas necessárias à aplicação em junções túnel magnéticas. A observação experimental da presença acoplamento antiferromagnético nestas estruturas indica fortemente que as amostras estão livres de pinholes para espessuras de até 25 Å de barreira. Estudos de transporte polarizado em spin em microjunções demonstraram que este ocorre por tunelamento ressonante via estado de defeito na barreira, reforçando a idéia prevista teoricamente de que o transporte polarizado em spin depende da estrutura da junção túnel magnética como um todo. O resultado tem caráter geral pois estados de defeitos próximos à energia de Fermi são esperados para barreiras semicondutoras e isolantes, destacando sua importância na compreensão do fenômeno de tunelamento polarizado em spin. O estudo das propriedades de crescimento dos filmes de MnAs associado com suas propriedades magnéticas possibilitou a utilização deste material como eletrodo polarizador de correntes em junções túnel magnéticas. Também foram realizados experimentos explorando as transições de fases magnéticas destes filmes. São apresentados nossos primeiros resultados de transporte polarizado em spin em uma estrutura Fe/ZnSe/MnAs. Foi observada uma variação de magnetorresistência túnel de 10 %, indicando que o MnAs é capaz de transmitir elétrons polarizados através de uma barreira de ZnSe.

Made available in DSpace on 2016-06-02T20:15:25Z (GMT). No. of bitstreams: 1 4684.pdf: 17668622 bytes, checksum: 0bf46e77c798ab290c251436167def28 (MD5) Previous issue date: 2012-09-05 / Financiadora de Estudos e Projetos / In this thesis, we study new materials derived from graphene, like nanowires and nanoribbons, with numerical calculations based on the density functional theory (DFT) and the non-equilibrium Green functions (NEGF). We will discuss these theories in general and we remark that these theories are based on quantum mechanical. The results of this study indicate that the carbon ribbons and carbon wires present interesting and not predictable structural properties. The analysis of the density of stated (DOS) and its variants (LDOs, PDOS, and COOP), provides the basis for understanding the structural properties and the electronic structure of the wires and ribbons. Whenever possible, we compare the results obtained with DFT and NEGF with simpler theories, such as the valence orbital theory and the molecular orbital theory. The results show that the transport current is robust and presents an anisotropy in transmission of electrons, indicating these materials are candidates for fabrication of electronic devices, such as transistors. / Nesta tese, estudamos novos materiais derivados de grafeno, as nanofitas e os nanofios de carbono, com o uso de cálculos numéricos baseados na teoria do funcional da densidade (DFT) e na teoria de funções de Green fora do equilíbrio (NEGF). Abordaremos estas teorias de forma geral na tese e ressaltamos que são teorias baseadas em mecânica quântica. Os resultados que obtivemos deste estudo indicam que as fitas e os fios de carbono apresentam propriedades estruturais interessantes e não previsíveis. A análise da densidade de estados (DOS) e suas variantes (LDOS, PDOS e COOP), permitem o entendimento das propriedades estruturais e eletrônicas que os fios e fitas apresentam. Sempre que possível, comparamos os resultados obtidos com a DFT e a NEGF com teorias mais simples, tais como a teoria de orbital de valência e a teoria do orbital molecular. Os resultados de transporte mostram que estas estruturas apresentam uma corrente robusta e com uma anisotropia na transmissão de elétrons, indicando estes materiais como candidatos para fabricação de dispositivos eletrônicos, tais como transistores.

Made available in DSpace on 2016-06-02T20:15:25Z (GMT). No. of bitstreams: 1 4703.pdf: 5539056 bytes, checksum: 8b74f224bfc99058ad84066fda3436cd (MD5) Previous issue date: 2012-10-15 / Financiadora de Estudos e Projetos / This work presents the study of two models of glass-forming liquids using molecular dynamics simulations. The first model aims to analyze the effects on glassy dynamics which allow the enhancement of the glass formability on metallic glass formers. The Pd45Ni55 binary alloy and the Pd35Ni55Pt10 ternary one are modeled via the Embedded Atom method interaction potential, which is known to efficiently reproduce mechanical and structural properties in metallic compounds. Results of the dynamic susceptibilities indicate that the addition of Pt to the binary alloy favors its glass formability, given that such addition allowed the enhancement of collective dynamics. The conclusion is that the change on the medium range structure influences the increased collectivity found in the system. The second model aims to analyze the diffusion mechanisms and characterize the glassy dynamics of a supercooled network glass-forming liquid. The material to be modeled is lithium disilicate, which is a well studied material due to its versatility and applicability in both industry and academia. The Buckingham interaction potential is employed to model lithium disilicate in liquid and glassy phases. Results of dynamical and structural properties show excellent agreement with available experimental data. However, the decoupling between diffusion and relaxation, which is equivalent as the break-down of the Stokes-Einstein relation, occurs far above the melting temperature calculated via simulation, in strong disagreement with experimental observations. Nevertheless, dynamic heterogeneities present in the supercooled liquid are well characterized through the analysis of the distribution of displacements and atomic visualizations. / O estudo de dois modelos de líquidos formadores de vidros via simulações de dinâmica molecular é apresentado neste trabalho. O primeiro modelo objetiva analisar os efeitos na dinâmica vítrea que possibilitam o aumento na capacidade de formação vítrea em formadores de vidros metálicos. As ligas binária, com a composição Pd45Ni55 e ternária, Pd35Ni55Pt10, são modeladas utilizando o potencial de interação do método Embedded Atom, que é reconhecidamente eficaz em reproduzir as propriedades mecânicas e estruturais de compostos metálicos. Os resultados de susceptibilidades dinâmica indicam que a adição de Pt à liga binária favorece sua capacidade de formação vítrea, haja vista que tal adição promoveu o aumento na coletividade dinâmica no sistema. A conclusão do estudo das ligas metálicas é que a mudança na estrutura de médio alcance tem influência no aumento da dinâmica coletiva observado no sistema. O segundo modelo tem como objetivo analisar os mecanismos de difusão e caracterizar a dinâmica vítrea de um formador de vidro do tipo rede na condição de super-resfriamento. O material modelado é o dissilicato de lítio, um material bastante estudado por sua versatilidade e aplicabilidade na indústria e no meio acadêmico. O potencial de interação de Buckingham é adotado para a modelagem do dissilicato de lítio nas fases líquida e vítrea. Os resultados de propriedades dinâmicas e estruturais apresentam uma excelente concordância com os dados experimentais disponíveis. No entanto, o desacoplamento entre difusão e relaxação, que é equivalente à violação da relação de Stokes-Einstein, ocorre em uma temperatura acima do ponto de fusão calculado para o modelo, em evidente desacordo com a observação experimental. Apesar disso, as heterogeneidades dinâmicas presentes no líquido superresfriado são bem caracterizadas a partir da análise da distribuição de deslocamentos e de visualizações atômicas.