Orientadora: Maria Valnice Boldrin Zanoni / Banca: Hideko Yamanaka / Banca: Sonia Maria Alves Jorge / Banca: Leonardo Lataro Paim / Banca: Silvia Helena Pires Serrano / Banca: Magno Aparecido Gonçalves Trindade / Resumo: A aplicabilidade dos métodos analíticos na Química Forense tem como grande desafio a complexidade das matrizes biológicas (urina, fezes, suor, cabelos e pelos), o uso de técnicas com baixo limite de detecção, a avaliação de metabólitos gerados em baixa concentração após metabolização e a busca de técnicas e metodologias eficientes, porém de baixo custo. O objetivo do presente trabaho foi investigar novos métodos eletroanalíticos para determinação dos diuréticos bumetanida (BMT), hidroclorotiazida (HCT) e triantereno (TRT) em consonância com as diretrizes e controle da Agência Mundial Antidopagem. Sensores eletroquímicos foram desenvolvidos usando eletrodos compósitos, eletrodos de carbono vítreo e eletrodo de nanotubos de TiO2 tratados catodicamente modificados com partículas magnéticas, óxido de grafeno reduzido e nanotubos de carbono multiparedes para a determinação dos diuréticos BMT, HCT e TRT, proibidos pela Agência Mundial Antidoping (WADA). Para a determinação do diurético TRT foi desenvolvido um sensor baseado na modificação da superfície de um eletrodo compósito grafite-epoxy com partículas magnéticas funcionalizadas com grupo tosil. Após otimização multivariada dos parâmentros inerentes à técnica de voltametria de onda quadrada, uma curva de calibração foi construída no intervalo de 0,500 a 99,8 µmol L−1 com limite de detecção de 1,47×10−7 mol L−1. O sensor foi aplicado em amostra de urina e comparado com a técnica de LC-MS/MS onde não houve diferença significativa ... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: The applicability of the analytical methods in Forensic Chemistry has as a great challenge the complexity of the biological matrices (urine, feces, sweat, hair and hair), the use of techniques with low limit of detection, the evaluation of metabolites generated in low concentration after metabolism and the search for efficient but cost-effective techniques and methodologies. The objective of the present study was to investigate new electroanalytical methods for the determination of diuretics bumetanide (BMT), hydrochlorothiazide (HCT) and trianterene (TRT) in accordance with the guidelines and control of the World Anti-Doping Agency. Electrochemical sensors were developed using composite electrodes, glassy carbon electrodes and self-doping TiO2 nanotube electrodes modified with magnetic particles, reduced graphene oxide and carbon nanotubes for the determination of the diuretics BMT, HCT and TRT banned by the World Anti-Doping Agency (WADA). For the determination of the diuretic TRT, a sensor based on the modification of the surface of a composite graphite-epoxy electrode with magnetic particles functionalized with tosyl group was developed. After a multivariate optimization of the parameters inherent to the square wave voltammetry technique, a calibration curve was constructed in the range of 0.500 to 99.8 μmol L−1 with a detection limit of 1.47×10−7 mol L−1. The sensor was applied in a urine sample and compared to the LC-MS/MS technique where there was no significant differ... (Complete abstract click electronic access below) / Doutor

Orientador: Leinig Antonio Perazolli / Banca: Maria Aparecida Zaghete Bertochi / Banca: Marcelo Henrique Armoa / Resumo: Devido à crescente industrialização e aumento populacional nos últimos anos, processos alternativos e ambientalmente limpos são pesquisados para controle no descarte de resíduos no ambiente. Dentre estes processos, a fotocatálise heterogênea tem despertado interesse científico-tecnológico devido sua potencialidade para tal aplicação. Devido a isto, a motivação deste estudo é oriunda da necessidade do entendimento das propriedades fotocatalíticas dos materiais para posteriormente aplicá-los adequadamente na degradação de compostos orgânicos. O presente estudo tem por objetivo geral a investigação da influência da dopagem com Cu2+ no TiO2 nas propriedades estruturais, ópticas e fotocatalíticas. Para isto, os materiais foram sintetizados pelo método dos precursores poliméricos (Pechini) com posteriores tratamentos térmicos. Para entendimento de suas propriedades, estes foram caracterizados por difração de Raios X, espectroscopia de espalhamento Raman, espectroscopia óptica na região do ultravioleta e visível, microscopia eletrônica de varredura e espectroscopia de fotoluminescência. Experimentos fotocatalíticos para avaliação das atividades fotocatalíticas dos materiais foram feitos para descoloração do corante Rodamina B. Os resultados obtidos indicaram que o aumento da temperatura de tratamento, sendo estas, de 500, 600 e 700 ºC, provocou a transição de fase de anatase para rutilo nos materiais. Porém, a introdução do cobre nos materiais tratados à 500 e 600 ºC, promoveu a est... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: Due to increasing industrialization and population growth in recent years, alternative and environmentally clean processes are search for control in the disposal of waste in the environment. Among these processes, the heterogeneous photocatalysis has aroused scientific and technological interest due to its potential for such application. Owing to this, the motivation of this study stems from the need of understanding the photocatalytic properties of the materials for later apply them suitably in the degradation of organic compounds. The present study has the general objective of investigating the influence of Cu2+ doping on TiO2 in the structural, optical and photocatalytic properties. For this, the materials were synthesize by the polymeric precursor method (Pechini) with subsequent heat treatment. For the understanding their properties, the materials were characterize by X Ray diffraction, Raman scattering spectroscopy, optical spectroscopy in the ultraviolet and visible region, scanning electron microscopy and photoluminescence spectroscopy. Photocatalytic experiments for evaluation of photocatalytic activity of materials were made to discoloration of Rhodamine B dye. The obtained results indicated that increasing treatment temperature, being these, 500, 600 and 700 ºC, led to anatase to rutile transformation in the materials. However, introduction of copper on materials treated at 500 and 600 ºC promoted anatase phase stabilization, while for 700 ºC, the introduction of dopant favored the anatase to rutile transition. For all treatment temperatures, introduction of dopant caused decreases in band gap energies, as well local order distortions, which led to the formation of energy states. These defects promoted a blueshift in the photoluminescent emission bands of materials with increasing copper concentration. The sample containing 0.5% of copper heat-treated at 500 ºC show... / Mestre

Filmes finos de TiO2 e N:TiO2, e multicamadas TiO2/N:TiO2 foram crescidos sobre substratos de aço AISI 316 e Si(100), por meio da técnica de deposição química de organometálicos em fase vapor (MOCVD). Foram produzidos filmes com diferentes espessuras, nas temperaturas de 400 e 500°C. Os filmes foram caracterizados utilizando-se técnicas de difração de raios X (DRX), espectroscopia de fotoelétrons excitados por raios x (XPS) e microscopia eletrônica de varredura (MEV). A resistência à corrosão foi avaliada por meio de testes de polarização potenciodinâmica em eletrólito 3,5%p NaCl. Filmes não dopados, crescidos a 400°C, apresentaram TiO2 anatase, enquanto que os crescidos a 500°C apresentaram a fase rutilo, além de anatase. Nos filmes dopados com nitrogênio (7,29 e 8,29 at% a 400 e 500°C, respectivamente), em ambas as temperaturas, houve a formação de TiO2 anatase, bem como de fases contendo nitrogênio. Os filmes de TiO2 crescidos a 400°C ofereceram melhor proteção contra a corrosão que os crescidos a 500°C. Filmes crescidos a 500°C apresentaram estrutura colunar, que representa alto nível de porosidade, enquanto que os filmes crescidos a 400°C apresentaram estrutura mais densa. A dopagem não foi eficiente para proteger o substrato contra corrosão, provavelmente devido à formação das fases contendo nitrogênio. Os resultados para os testes com filmes compostos por multicamadas sugerem que aqueles com mais interfaces apresentam melhor resistência à corrosão. O processo de corrosão das amostras se inicia na superfície do filme, que está em contato com o meio agressivo, originando pites, que permitem ao meio corrosivo acessar o substrato metálico. O metal é atacado e dissolvido sob o filme, e resulta na delaminação do filme. / TiO2 and N-doped TiO2 (N:TiO2) thin films, and TiO2/N:TiO2 multilayered films were grown on AISI 316 steel substrates, and Si (100) by using metallorganic chemical vapor deposition (MOCVD) technique. The growth of the films was carried out at 400 and 500°C, and films with different thicknesses and structures were obtained. Titanium dioxide films were produced by using only titanium isopropoxide IV as both titanium and oxygen sources. In order to obtain N:TiO2 films, NH3 was also added to the system. The films were characterized by using X-ray diffraction (XRD), X-ray photoelectron spectroscopy (XPS), and scanning electron microscopy (SEM) The corrosion resistance was evaluated by potentiodynamic polarization tests in a 3.5wt% NaCl electrolyte. TiO2 undoped films, grown at 400°C, presented anatase, while those grown at 500°C showed the rutile phase, besides anatase. For nitrogendoped films (7.29 and 8.29 at% at 400 and 500°C, respectively), at both temperatures, TiO2 anatase was formed, as well as nitrogen-containing phases. TiO2 films grown at 400°C provided better protection against corrosion than those grown at 500°C. Films grown at 500°C showed a columnar structure, which represents a high level of porosity, while the films grown at 400°C presented a denser structure. Doping was not efficient to protect the substrate against corrosion, probably due to the formation of nitrogen containing phases. The corrosion results for tests with multilayered films suggest that those with more interfaces present better resistance to corrosion. The corrosion of the samples starts at the surface of the films, which is in contact with the aggressive medium, causing pitting in this film, which allows the corrosive medium to reach the metallic substrate. The metal is attacked and dissolved under the film, and results in film delamination.

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Elétrica, 2018. / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES). / Em transistores de efeito de campo baseados em nanomateriais (nanoFETs), a dopagem eletrostática pode ser induzida por campos elétricos originados de múltiplas portas independentes. Dessa forma, os nanoFETs são candidatos ideais para a exploração de reconfigurabilidade. O desempenho de quatro geometrias reconfiguráveis (R) nanoFET é investigado com a solução das equações de Poisson e Deriva-Difusão acopladas respectivamente para o potencial eletrostático tridimensional e a para carga de canal unidimensional. Ainda é averiguado o impacto do escalamento do canal e do ajuste da tensão de alimentação. As arquiteturas examinadas são compostas por FETs de uma (1G), duas (2G) e três (3G) portas sob o canal com comprimento meio de micrômetro. Portanto, os R-nanoFETs investigados teoricamente podem ser fabricados com custos baixos, permitindo que as projeções de desempenho sejam testadas. O 2G R-nanoFET provou ser a arquitetura mais versátil quando nenhuma otimização específica do aplicativo é tentada. No entanto, todas as geometrias consideradas oferecem propriedades interessantes. Ao conectar a porta de programação ao dreno, o roteamento local é simplificado e o desempenho só diminui levemente. O 1G R-nanoFET oferece ganhos intrínsecos razoáveis ao custo do aumento da dissipação de energia estática. Por fim, um 3G R-nanoFET permite opções adicionais de configuração dinâmica e a operação de ligar/ desligar mais rápida devido à porta de controle posicionada a uma distância maior dos outros contatos metálicos. / In nanomaterials field-effect transistors (nanoFETs) electrostatic doping can be induced by electrical fields originating from multiple independent gates. Therefore, nanoFETs are ideal candidates for exploring reconfigurability. The performance of four different reconfigurable (R) nanoFET geometries is investigated by solving the coupled nonlinear Poisson and drift-diffusion differential equations for the three-dimensional electrostatic potential and the one-dimensional channel charge. The impact of scaling and supply voltage adjustment is further examined. The investigated architectures compass FETs with one (1G), two (2G) and three top-gate (3G) terminals with a channel length of half a micrometer. Therefore, the theoretically investigated R-nanoFETs can be manufactured at low costs, allowing to test the performance projections. The 2G R-nanoFET proved to be the most versatile architecture when no application specific optimization is attempted. However, all considered geometries offer interesting properties. Shortening the program gate with the drain simplifies the local routing and only slightly diminish the performance. A 1G R-nanoFET delivers reasonable intrinsic gains at the cost of increased static power dissipation. Finally, a 3G R-nanoFET enables additional dynamic configuration options and faster on/off switching due to a control gate positioned at an increased distance to other metallic contacts.

Submitted by VINÍCIUS TEODORO DA SILVA null (viteodorosilva@gmail.com) on 2017-04-06T22:12:34Z No. of bitstreams: 1 Dissertação.pdf: 3247226 bytes, checksum: e8d11006787b8d184f0a05a9106e0956 (MD5) / Approved for entry into archive by Luiz Galeffi (luizgaleffi@gmail.com) on 2017-04-12T20:12:51Z (GMT) No. of bitstreams: 1 silva_vt_me_araiq_par.pdf: 763634 bytes, checksum: f9a41c1fbffa7e2784336490e1b007b7 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-04-12T20:12:51Z (GMT). No. of bitstreams: 1 silva_vt_me_araiq_par.pdf: 763634 bytes, checksum: f9a41c1fbffa7e2784336490e1b007b7 (MD5) Previous issue date: 2017-03-16 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Devido à crescente industrialização e aumento populacional nos últimos anos, processos alternativos e ambientalmente limpos são pesquisados para controle no descarte de resíduos no ambiente. Dentre estes processos, a fotocatálise heterogênea tem despertado interesse científico-tecnológico devido sua potencialidade para tal aplicação. Devido a isto, a motivação deste estudo é oriunda da necessidade do entendimento das propriedades fotocatalíticas dos materiais para posteriormente aplicá-los adequadamente na degradação de compostos orgânicos. O presente estudo tem por objetivo geral a investigação da influência da dopagem com Cu2+ no TiO2 nas propriedades estruturais, ópticas e fotocatalíticas. Para isto, os materiais foram sintetizados pelo método dos precursores poliméricos (Pechini) com posteriores tratamentos térmicos. Para entendimento de suas propriedades, estes foram caracterizados por difração de Raios X, espectroscopia de espalhamento Raman, espectroscopia óptica na região do ultravioleta e visível, microscopia eletrônica de varredura e espectroscopia de fotoluminescência. Experimentos fotocatalíticos para avaliação das atividades fotocatalíticas dos materiais foram feitos para descoloração do corante Rodamina B. Os resultados obtidos indicaram que o aumento da temperatura de tratamento, sendo estas, de 500, 600 e 700 ºC, provocou a transição de fase de anatase para rutilo nos materiais. Porém, a introdução do cobre nos materiais tratados à 500 e 600 ºC, promoveu a estabilização da fase anatase, enquanto que para a temperatura de 700 ºC, a introdução do dopante favoreceu a transição de fase de anatase para rutilo. Para todas as temperaturas de tratamento, a introdução do dopante provocou diminuições das energias de band gap, e também, distorções à ordem local, as quais levaram à formação de estados de energia. Estes defeitos promoveram um blueshift nas bandas de emissão fotoluminescentes dos materiais com o aumento da concentração de cobre. A amostra contendo 0,5% de cobre tratada termicamente à 500 ºC apresentou maior atividade fotocatalítica, permitindo aproximadamente 98,3% de descoloração da Rodamina B em 60 minutos de reação. Esta amostra foi depositada em substrato de alumínio pelo método de deposição eletroforética, obtendo-se aproximadamente 125 μm de espessura de material depositado. Este filme apresentou atividade fotocatalítica com aproximadamente 89,5% de descoloração do corante Rodamina B em 120 minutos de reação. O método Pechini foi eficiente para obtenção dos materiais a base de TiO2 dopados com Cu2+, os quais obtiveram atividade fotocatalítica para descoloração do corante Rodamina B. As técnicas de caracterização utilizadas permitiram o estudo da influência do dopante nas propriedades estruturais, ópticas e fotocatalíticas dos materiais. O método de deposição eletroforética do material em substrato de alumínio foi eficiente para obtenção do filme, o qual obteve atividade fotocatalítica na descoloração do corante. / Due to increasing industrialization and population growth in recent years, alternative and environmentally clean processes are search for control in the disposal of waste in the environment. Among these processes, the heterogeneous photocatalysis has aroused scientific and technological interest due to its potential for such application. Owing to this, the motivation of this study stems from the need of understanding the photocatalytic properties of the materials for later apply them suitably in the degradation of organic compounds. The present study has the general objective of investigating the influence of Cu2+ doping on TiO2 in the structural, optical and photocatalytic properties. For this, the materials were synthesize by the polymeric precursor method (Pechini) with subsequent heat treatment. For the understanding their properties, the materials were characterize by X Ray diffraction, Raman scattering spectroscopy, optical spectroscopy in the ultraviolet and visible region, scanning electron microscopy and photoluminescence spectroscopy. Photocatalytic experiments for evaluation of photocatalytic activity of materials were made to discoloration of Rhodamine B dye. The obtained results indicated that increasing treatment temperature, being these, 500, 600 and 700 ºC, led to anatase to rutile transformation in the materials. However, introduction of copper on materials treated at 500 and 600 ºC promoted anatase phase stabilization, while for 700 ºC, the introduction of dopant favored the anatase to rutile transition. For all treatment temperatures, introduction of dopant caused decreases in band gap energies, as well local order distortions, which led to the formation of energy states. These defects promoted a blueshift in the photoluminescent emission bands of materials with increasing copper concentration. The sample containing 0.5% of copper heat-treated at 500 ºC showed higher photocatalytic activity, allowing discoloration of approximately 98.3% of Rhodamine B in 60 minutes of reaction. This sample was deposited on aluminum substrate by electrophoretic deposition method, which obtained approximately 125 μm thickness of deposited material. This film had photocatalytic activity with approximately 89.5% of discoloration of Rhodamine B in 120 minutes of reaction. The Pechini method was efficient to obtain Cu2+ doped TiO2 based materials, which obtained photocatalytic activity for discoloration of the Rhodamine B dye. The characterization techniques allowed the study of the influence of the dopant on the structural, optical and photocatalytic properties of the materials. The method of electrophoretic deposition of the material on aluminum substrate was efficient to obtain the film, which obtained photocatalytic activity in the discoloration of the dye.

CUNHA, Anderson Magno Chaves. Correspondência entre ondas de spin de um ferromagneto em uma rede favo de mel e a banda de energia do grafeno. 2014. 88 f. Tese (Doutorado em Física) - Programa de Pós-Graduação em Física, Departamento de Física, Centro de Ciências, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2014. / Submitted by Edvander Pires (edvanderpires@gmail.com) on 2014-08-29T18:55:19Z No. of bitstreams: 1 2014_tese_amccunha.pdf: 4561415 bytes, checksum: 8c98814cdc7a5600944fbf5d0bfb400f (MD5) / Approved for entry into archive by Edvander Pires(edvanderpires@gmail.com) on 2014-08-29T18:56:57Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2014_tese_amccunha.pdf: 4561415 bytes, checksum: 8c98814cdc7a5600944fbf5d0bfb400f (MD5) / Made available in DSpace on 2014-08-29T18:56:57Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2014_tese_amccunha.pdf: 4561415 bytes, checksum: 8c98814cdc7a5600944fbf5d0bfb400f (MD5) Previous issue date: 2014 / Spin waves are collective excitations that occur in magnetic materials. These excitations are caused by disturbances in the magnetic system. For example, a small change in temperature causes the precession of a magnetic dipole moment that interacts with neighboring leading to the spread of this disorder. This disturbance has wave character, and can propagate in the direction of any of the nearest neighbors. These waves of spin can be observed by some experimental methods, such as: the inelastic neutron scattering, inelastic scattering of light including Raman and Brillouin scattering, to name a few. The importance of spin waves emerges clearly when magnetoelectronic devices are operated at low frequencies. This situation, the generation of spin waves can sing in a significant loss of energy of these systems, because the excitation of such waves consumes a small part of the energy of the system, becoming important in the innovation process of electronic systems. These waves can be studied using mathematical models like the Heisenberg, Ising, among others. In this model, we can calculate the dispersion relation of the spin waves. The Heisenberg model can be written in terms of operators of creation and destruction through the Holstein-Primakoff transformations. The Hamiltonian that describes the spin waves is now written in terms of bosonic operators. This mathematical description is similar to Tight-Binding Hamiltonian for fermions. This Hamiltonian described, for example, graphene, a material that has recently been discovered and is being treated with much optimism for having a two-dimensional structure that leads to amazing properties. Many possibilities of applications for it have been studied. Our goal here is to make an analogy between the graphene and a magnetic system on a honeycomb lattice. In the magnetic system, we use the Heisenberg model to find the dispersion relations and understand the behavior of the spin waves of the same. While in graphene, we used the Tight-Binding model to find the energy spectrum. Underscoring we use a mathematically identical method for both and found that the curves for power modes have similar behaviors, respecting the particularities of each. Then, we calculate how these modes behave introduction of impurities in substitution sites on one or two lines of the crystal lattice. / Ondas de spin são excitações coletivas que surgem em materiais magnéticos. Essas excitações são causadas por perturbações no sistema magnético. Por exemplo, uma pequena variação na temperatura provoca a precessão de um momento de dipolo magnético que interage com seus vizinhos levando à propagação dessa perturbação. Essa perturbação tem caráter ondulatório, e pode se propagar na direção de qualquer um dos vizinhos próximos. Essas ondas de spin podem ser observadas através de alguns métodos experimentais, tais como: espalhamento inelástico de nêutrons, espalhamento inelástico de luz incluindo espalhamento Raman e Brillouin. A importância das ondas de spin surge claramente quando aparelhos magnetoeletrônicos são operados a baixas frequências. Nessa situação a geração de ondas de spin pode ser um processo significante na perda de energia desses sistemas, pois a excitação de tais ondas consome uma pequena parte da energia do sistema, as tornando importante no processo de inovação dos sistemas eletrônicos. Essas ondas podem ser estudadas através de modelos matemáticos como o de Heisenberg, Ising, dentre outros. Nesse modelo, podemos calcular a relação de dispersão das ondas de spin. O modelo de Heisenberg pode ser escrito em termos de operadores de criação e destruição através das transformações de Holstein-Primakoff. O Hamiltoniano que descreve as ondas de spin é agora escrito em termos de operadores bosônicos. Essa descrição matemática é semelhante ao Hamiltoniano Tight-Binding para férmions. Tal Hamiltoniano descreve, por exemplo, o grafeno, um material que foi descoberto recentemente e vem sendo tratado com muito otimismo, por ter uma estrutura bidimensional que leva a propriedades surpreendentes. Muitas possibilidades de aplicações para ele vêm sendo estudadas. Nosso objetivo aqui é fazer uma analogia entre o grafeno e um sistema magnético em uma rede favo de mel. No sistema magnético, utilizamos o Modelo de Heisenberg para encontrar as relações de dispersão e conhecer o comportamento das ondas de spin do mesmo. Enquanto no grafeno, utilizamos o modelo Tight-Binding para encontrar o espectro de energia. Ressaltando que utilizamos um método matematicamente idêntico para ambos e que as curvas encontradas para os modos de energia são idênticas. Então, calculamos como esses modos se comportam com a introdução de impurezas em substituição em sítios de uma ou duas linhas da rede cristalina.

Made available in DSpace on 2016-06-02T20:35:07Z (GMT). No. of bitstreams: 1 TeseAVR.pdf: 3687126 bytes, checksum: 5c0702b06f347d5aedb0305fd8fbab29 (MD5) Previous issue date: 2002-08-30 / Universidade Federal de Minas Gerais / Nb2O5 is known by your capacity of optical absorption variation, which it happens due to reduction and small ions intercalation, such as Li+, double process. In this work, Nb2O5 electrochromic films were produced by Pechini method and deposited by dip-coating. Firstly, the composition variables effect of the oxide precursor solution it was investigated by thermal analysis measure. TG and DSC techniques were used to monitoring the organic part degradation process until to the oxide formation. It was observed that both variables, citric acid concentration and niobium concentration, to exercise great influence in the polymeric precursor complex. The composition variables and the calcination temperature effects were studied by different techniques, such as: cyclic voltammetry in LiClO4/CH3CN solution, in situ UV-Vis spectrophotometry, MEV and XRD. This study was realized based to Factorial Design methodology, and us allowed to direction the following stages of work. It was observed that changes in the variables, leads to important changes in the morphological and structural properties and, consequently, in the Nb2O5 films electro-optical properties. The variable that showed largest effect was the citric acid/ethylene glycol molar ratio, which is responsible for the polymeric net formation. The film crystallinity influence was investigated in more details and one was observed the relationship between the crystalline structure and the Li+ intercalation/extraction process reversibility. A great decrease of electrochemical answer was observed in function of the cyclicality for films treated to 400 ºC and 450ºC. However, with the calcination temperature increases this effect practically does not occur. XRD studies showed that to 400ºC the material is amorphous, evolving to hexagonal phase (500ºC), and, to 600ºC the ortorrhombic phase prevails. The transmittance variation, as well as, the coloration efficiency increases with the temperature increase. Another important stage of this work was the study of addition of different dopants effect on film electrochromic properties. Nb2O5 was doped with TiO2, SnO2, ZrO2 and CeO2 in concentrations between 0.1 and 10 mol%. In all cases, it was observed an increase of electrochemical and optical properties. However, for higher dopant concentration, it should probably happen the segregation of a second phase, once the intercalation charges and coloration efficiency values decrease. ZrO2 showed be the best dopant in 2.0 mol% concentration. / O Nb2O5 é conhecido por sua capacidade de variação da absorção ótica, que ocorre em função de um duplo processo de redução e intercalação de íons pequenos, como o Li+. Neste trabalho, filmes eletrocrômicos de Nb2O5 foram produzidos através do método de Pechini e depositados por dip- coating . Inicialmente o efeito das variáveis de composição da solução precursora no processo de formação do óxido, foi investigado por medidas de análise térmica. As técnicas de TG e DSC foram utilizadas para monitorar o processo de degradação da matéria orgânica até a formação do óxido. Foi observado que ambas as variáveis exercem grande influência na formação do complexo polimérico precursor. As variáveis de composição, juntamente com a variável temperatura de calcinação foram estudadas por diferentes técnicas, tais como: voltametria cíclica em solução de LiClO4/CH3CN, espectrofotometria UV-Vis in situ , MEV e XRD. Este estudo foi realizado com base na metodologia de planejamento fatorial, e nos permitiu direcionar as etapas seguintes do trabalho. Foi observado que alterações nas três variáveis estudadas, apresentam reflexo sobre as propriedades morfológicas e estruturais do óxido e, consequentemente, nas propriedades eletro-óticas dos filmes de Nb2O5. Sendo que a variável que mostrou maior efeito, foi a razão molar entre o ácido cítrico e o etileno glicol, os quais são responsáveis pela formação da rede polimérica. A influência da cristalinidade dos filme foi investigada em mais detalhes e, surpreendentemente, foi observada uma estreite relação entre a estrutura cristalina e a reversibilidade do processo de intercalação/extração de Li+. Uma grande perda da resposta eletroquímica foi observada em função da ciclagem para os filmes tratados a 400 e 450ºC. Contudo, à medida que a temperatura de calcinação aumenta este efeito praticamente deixa de existir. Os estudos de XRD mostraram que a 400ºC o material apresenta caráter totalmente amorfo, evoluindo para a fase hexagonal (500ºC), sendo que, a 600ºC predomina a fase ortorrômbica. A variação de transmitância, bem como, a eficiência eletrocrômica aumentam com o aumento da temperatura. Outra importante etapa deste trabalho, foi o estudo do efeito da adição de diferentes dopantes sobre o eletrocromismo dos filmes. O Nb2O5 foi dopado com TiO2, SnO2, ZrO2 e CeO2 em concentrações entre 0,1 e 10 mol%. Em todos os casos foi observado um aumento das propriedades eletroquímica e ótica dos filmes. Entretanto, para altas concentrações dos dopantes, provavelmente deve ocorrer a segregação de uma segunda fase, uma vez que os valores de carga de intercalação e de eficiência eletrocrômica decrescem. Os filmes que apresentaram maiores valores de eficiência eletrocrômica foram os filmes dopados com 0,5 mol% de TiO2 e 2 mol% de ZrO2.

Made available in DSpace on 2016-06-02T20:35:07Z (GMT). No. of bitstreams: 1 TeseLEBS.pdf: 2405148 bytes, checksum: cf8bd70f6a3bf80cb6e524c1256c0e4f (MD5) Previous issue date: 2003-08-08 / It was studied the effect of the dopants, Al, Y, Cr, Nb and V, on the photoluminescent properties of films and powders of amorphous strontium titanate. With this purpose the techniques of SEM, XRD, UV/Visible spectroscopy and room temperature photoluminescence were applied to film and powder samples of strontium titanate, prepared by the Pechini method. A literature survey was undertaken upon the structure and the photoluminescent properties of 26 crystalline inorganic titanates, in which titanium displayed the sixfold, fivefold and fourfold oxygen coordinations. The fivefold oxygen coordinated compounds exhibited much higher values of excitation band energy and quenching temperature than the sixfold oxygen coordinated compounds. A recent research from LIEC confirmed, by means of XANES, the presence of fivefold oxygen coordinated titanium in the samples of amorphous titanates that presented room temperature photoluminescence. A recent quantum mechanic study of LIEC associated the titanate amorphous structure to the reduction of its theoretical gap and therefore to the increase photoluminescence intensity. In the present work, were confirmed higher values of optical bandgaps for the crystalline samples than for the amorphous samples, supporting the creation of intermediate states in the forbidden band, which were recently confirmed in the aforementioned quantum mechanic study. It can be definitively stated that amorphous strontium titanato is sensitive to the doping. Generally speaking the chromium doping presents the tendency to decrease of the wavelength of the photoluminescence emission peak, while the opposite was observed in the case of the vanadium doping. The separation of the photoluminescence spectra could be very effectively accomplished into just two gaussians. For the case of the powder and tablet samples, the peak of smaller wavelength, µ1, is located within a narrow range from 561 to 571 nm. The peak of higher wavelength, µ2, is also located within a narrow range, in this case between 637 and 651 nm. These peak values reasonably agree with the values found for samples of amorphous undoped ZT, also in the form of powders. It should not be attributed to the dopants the responsibility for the photoluminescence phenomenon of the amorphous titanates. They only create defects that can influence, positively or negatively, the photoluminescence intensity, not having contributed to the creation of a new photoluminescence center. It can be said that the doping of amorphous strontium titanate only secondarily influences the previously important photoluminescence of the amorphous undoped SrTiO3 , which presents a quenching temperature over 300K. Similar results, of such secondary importance of the doping of amorphous titanates were observed in recent works of LIEC in Er-doped lead titanate, amorphous and crystalline, and in amorphous BaTiO3/SrTiO3 doped with Cr and V. / Foi estudado o efeito de dopantes, Al, Y, Cr, Nb e V, sobre as propriedades fotoluminescentes de filmes e de pós de titanato de estrôncio amorfo. Para tanto foram utilizadas as técnicas de microscopia eletrônica de varredura, difração de raios-X, espectroscopia de UV/Visível e levantamento de espectros de fotoluminescência à temperatura ambiente de amostras de titanato de estrôncio, preparadas pelo método Pechini. Foi elaborado levantamento de dados da literatura sobre a estrutura e as propriedades fotoluminescentes de 26 titanatos inorgânicos cristalinos, com titânio hexacoordenado, pentacoordenado e tetracoordenado. Os compostos pentacoordenados de titânio apresentaram valores bem mais altos de pico da banda de excitação e de temperatura de quenching do que os compostos de coordenação seis e quatro. Pesquisa recente do LIEC confirmou, por meio de XANES, a presença de titânio pentacoordenado nas amostras de titanatos amorfos que apresentaram fotoluminescência à temperatura ambiente. Estudo mecânicoquântico recente do LIEC conseguiu associar o aumento da deformação do cluster representando a estrutura amorfa do titanato com um decréscimo do gap teórico e com o aumento da intensidade da fotoluminescência. Foram confirmados maiores valores de gap ótico para as amostras cristalinas do que para as amostras amorfas, corroborando com a criação de estados intermediários dentro da banda proibida confirmada recentemente em trabalhos mecânico-quânticos do LIEC. Pode ser afirmado que ficou definitivamente determinado que o titanato de estrôncio amorfo é sensível à dopagem. A grosso modo, a dopagem com cromo tendeu a apresentar diminuição do comprimento de onda do pico de emissão, enquanto que o oposto se observou no caso da dopagem com vanádio. A separação dos espectros de fotoluminescência pôde ser realizada de maneira muito eficaz em duas gaussianas apenas. No caso das amostras de pós e pastilhas, o pico de menor comprimento de onda, µ1 , se situa dentro de uma estreita faixa, entre 561 e 571 nm. O pico de maior comprimento de onda, µ2 , se situa também dentro de uma estreita faixa, no caso entre 637 e 651 nm. Esses picos batem razoavelmente com os valores encontrados em amostras de ZT não dopada, amorfa, também em pó. Não deve ser atribuída aos dopantes a responsabilidade pelo fenômeno fotoluminescente dos titanatos amorfos. Eles apenas criam defeitos que podem influir de modo positivo ou negativo na intensidade da fotoluminescência, não tendo contribuído com a criação de um novo centro de fotoluminescência. Pode ser dito que a dopagem do titanato de estrôncio amorfo influencia de maneira secundária a fotoluminescência já importante desse material, haja visto que ele apresenta temperatura de quenching superior a 300K. Resultados semelhantes, da importância secundária da dopagem de titanatos amorfos foram observados em trabalhos do LIEC em titanato de chumbo, amorfo e cristalino dopado com Er e em BaTiO3/SrTiO3 amorfo dopado com Cr e V.

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[pt] Nesta tese estudamos estruturas de poucos quânticos múltiplos (MQW) com dopagens delta de Si dentro dos poços quânticos de GaAs e de C nas barreiras de AlGaAs (nipi). Esta estrutura foi proposta anteriormente por W. Batty e D. W. E. Allsopp como uma alternativa para maximizar o deslocamento Stark e melhorar o desempenho de moduladores de amplitude por eletroabsorção.As amostras foram crescidas pela técnica de MOCVD, utilizando respectivamente como fontes de Si e C, a silana (SiH4)e o tetrabrometo decarbono(CBr4). Em particular,a dopagem de C em AlGaAs foi cuidadosamente estudada uma vez que seu controle é mais difícil de ser obtido. Apesar de pouca flexibilidade nas condições de crescimento, em particular na razão entre os fluxos dos elementos V e III, foi possível controlar o nível de dopagem de C nas camadas de AlGaAs. As estruturas nipi foram estudadas em detalhe para avaliar seu potencial na aplicação em moduladores ópticos. Observamos que o balanço necessário entre os níveis de dopagem n e p não é trivial de ser alcançado devido µ a presença de armadilhas de buracos nas interfaces AlGaAs=GaAs cuja população depende da concentração da dopagem no pouco de GaAs.Medidas de fotoluminescência (PL), reforçadas por cálculos teóricos, mostraram que uma transição espacialmente indireta envolvendo elétrons no pouco quântico de GaAs e buracos na barreira de AlGaAs ocorre, para baixas temperaturas, em energias abaixo do gap do pouco quântico. A temperatura ambiente esta transição não foi observada e a emissão óptica medida ocorre essencialmente na mesma energia observada em uma estrutura equivalente porém, sem dopagem delta. Estes resultados levaram a conclusão de que problemas de perdas por inserção no modulador, decorrentes de absorção por níveis no gap,não ocorrerão uma vez que, a temperatura ambiente, não existem níveis de energia abaixo da transição ao fundamental do pouco quântico. / [en] In this thesis we have studied multiple quantum well structures with Si delta doping inside the GaAs quantum wells and C delta doping in the AlGaAs barriers (nipi). This structure was proposed by W. Batty and D. W. E. Allsopp as an alternativeto maximize the Stark shift and improve the performance of electroabsorption amplitude modulators.The samples were grown by the MOCVD technique, using respectively as Si and C sources, silane (SiH4) and carbon tetrabromide (CBr4). Particularly, the C doping of AlGaAs was carefully studied because of the difficulties in controlling the C incorporation.Despite the little flexibility in the growth conditions, in particular in the V to III fluxes ratio, it was possible to control the C doping level in the AlGaAs layers.The nipi structures were studied in detail to evaluate their potential for use in the fabrication of optical modulators. It has been observed that the required balance between n and p type doping levels is not trivial to be achieved due to the presence of interface hole traps whose population depends on the GaAs quantum well doping concentration.Photoluminescence measurements, supported by calculations, point out that an spatially indirect transition which involves electrons in the GaAs quantum well and holes in the AlGaAs barrier occurs, at low temperatures, at energies below the gap of the quantum well. At room temperature this transition has not been observed and the measured optical emission occurs at essentially the same energy as that of an equivalent undoped structure. These results led to the conclusion that insertion losses problems will not occur due to absorption below the gap since, at room temperature, there are no energy levels below the quantum well fundamental transition energy.