Esta tese investiga o efeito do fechamento de trinca sobre as previsões da vida à fadiga em materiais homogêneos e juntas soldadas. É apresentada uma metodologia para a simulação numérica do fenômeno de fechamento de trinca induzido por plasticidade utilizando o método dos elementos finitos. Ensaios laboratoriais de propagação de trinca por fadiga do aço ASTM A516 Gr. 70 à temperatura ambiente foram realizados usando corpos de prova típicos da mecânica da fratura nas condições soldada e homogênea. Estes resultados foram usados para validar a metodologia numérica do cálculo da carga de abertura de trinca. Comparações entre a vida de propagação experimental e as estimativas obtidas por meio da integração da lei de propagação, incluindo o efeito do fechamento de trinca, foram feitas usando vários critérios para o cálculo da carga de abertura. As análises numéricas permitem estimar a carga de abertura de trinca analisando a evolução do campo de tensões, deformações e deslocamentos na região próxima à trinca, que está influenciada pelo contato das faces da trinca. Menores níveis de proteção da trinca devido ao fechamento foram obtidos para o corpo com heterogeneidade mecânica quando comparado ao corpo homogêneo na modelagem numérica. Durante o ensaio de propagação o corpo homogêneo apresentou taxas de propagação de trinca relativamente menores quando comparadas ao espécime soldado. A não inclusão do efeito do fechamento de trinca resulta em previsões da vida à fadiga conservadoras em aproximadamente 20% para todos os casos estudados neste trabalho. Análises tridimensionais do fenômeno de fechamento de trinca revelam que o crescimento da trinca por fadiga no estagio II parece estar controlado pelo retardo que acontece na superfície do corpo de prova. Incluído o efeito do fechamento de trinca nas previsões, as estimativas da vida à fadiga foram bastante próximas das obtidas experimentalmente, com diferenças conservadoras entre 1% e 15% dependendo do método de cálculo da carga de abertura. Os resultados apresentados mostram que vidas à fadiga mais acuradas e, ainda, conservadoras são feitas incluindo o efeito do fechamento de trinca na metodologia de cálculo da vida remanescente de componentes estruturais. / This thesis investigates the effect of crack closure on fatigue life predictions in homogeneous material and welded joints. It presents a methodology for numerical simulation of the phenomenon of plasticity-induced crack closure by using the finite element method. Experimental tests of fatigue crack propagation on ASTM A516 Gr 70 steel at room temperature were performed using typical specimens of fracture mechanics in two conditions: welded and homogeneous; these results were used to validate the numerical methodology for calculating the crack opening load. Comparisons between experimental propagation life and estimations obtained by numerical integration of propagation law, including the effect of crack closure, have been made using various criteria to calculate the opening load .The numerical analyses allow to predict the opening load by analyzing the evolution of stresses, deformations and displacements fields in the region near the crack which is growing and is influenced by the contact of the crack flanks. Lower levels of protection due to crack closure were obtained for the specimen with mechanical heterogeneity when compared to the homogeneous specimen in the numerical analyses. During the test of fatigue crack propagation the homogeneous specimen had smaller crack growth rates when compared to the welded specimen. Fatigue life predictions without including the effect of crack closure result in conservative estimations around 20% for all studied cases. Three-dimensional analysis of the phenomenon of crack closure shows that the fatigue crack growth in stage II appears to be controlled by the delay that occurs on the specimen surface. Including the effect of crack closure in life predictions, the estimates of fatigue life were quite close to those obtained experimentally, with conservative differences between 1% and 15% depending on the method of opening load calculation. The results show that the fatigue life predictions can be made more accurate and yet remain conservative when the effect of crack closure is included on the methodology for calculating the remaining life of structural components.

Orientador: Sergio de Toledo / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Odontologia de Piracicaba / Made available in DSpace on 2018-07-22T13:10:45Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Pereira_SergioLuisdaSilva_M.pdf: 4372724 bytes, checksum: d849d535308306a4ec155f540c1f5542 (MD5) Previous issue date: 1997 / Resumo: O objetivo deste trabalho foi avaliar, histológica e radiograficamente, o efeito da calcitonina de salmão sobre a cicatrização de defeitos ósseos circunscritos, criados cirurgicamente em fêmur de coelhos saudáveis. Estes foram divididos aleatoriamente em dois grupos: controle (n=12) e tratado (n=12). O grupo controle não recebeu qualquer substância durante o experimento, enquanto que no grupo tratado foi aplicada dose diária de 2 UI/kg de calcitonina por via intramuscular. Os animais foram sacrificados nos períodos de 7, 14, 21 ou 28 dias após a criação dos defeitos ósseos. As áreas radiolúcidas destes foram medidas, em mm2, através de um programa de computador denominado Auto-Cad, demonstrando que estas, em média, foram menores no grupo tratado, mas estatisticamente significantes apenas nos períodos intermediários de 14 e 21 dias. Histologicamente, aos 7 dias, os defeitos ósseos do grupo tratado apresentaram uma maior neoformação óssea. Aos 28 dias, houve a formação de um osso menos compacto no -grupo controle. No entanto, aos 14 e 21 dias, os resultados foram semelhantes entre os dois grupos. Os resultados obtidos neste trabalho possibilitaram inferir que a calcitonina de salmão acelerou o processo de cicatrização óssea em defeitos circunscritos, baseados nas análises radiográficas e histológicas realizadas / Abstract: The purpose of this study was to evaluate, in healthy animals, the role of salmon calcitonin in the bone healing process of circumscribed bone defects, surgica1ly created, in the twenty-four (24) young adults rabbits femur. Twelve (12) animals were randomized to be the control and test groups (salmon calcitonin - 2 IU/kg during 21 days). The rabbits were sacrificed 7, 14, 21 and 28 days after the surgical procedures. The radiolucids areas of the bone defects was measured, in mm2, by Auto-Cad software. The results showed statistical differences (p<0,05) at 14 and 21 days, favoring the test group. At 7-day, the bone defects of the test group showed more bone regeneration. Nevertheless, at 14 and 21-days, the results was similar among two groups, with the new bone more compact in the test group than control group at 28 days. Thus, this study did demonstrate the positive role of salmon calcitonin in the bone healing process of circumscribed bone defects in healthy rabbits, considering the radioagraphic and histological analysis / Mestrado / Periodontia / Mestre em Clínica Odontológica

Orientador: Patricio Anibal Letelier Sotomayor / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Fisica Gleb Wataghin / Made available in DSpace on 2018-08-15T22:01:22Z (GMT). No. of bitstreams: 1 PiraguaAriza_HernanAugusto_M.pdf: 2180545 bytes, checksum: 40077d2d7ba837a5004e12af62d3c5b0 (MD5) Previous issue date: 2010 / Resumo: Neste trabalho foram realizadas duas tarefas. Na primeira delas, comparamos a estratégia de Linhares e Oliveira para a evolução temporal do kink ?ø4, que usa o método de Galerkin e um mapeamento, com o método de diferenças finitas em um intervalo finito. Achamos que a dinâmica é diferente nos dois casos. Encontramos que o método com mapeamento não é apropriado para a evolução do sistema. A segunda consistiu em utilizar o método de diferenças finitas para perturbar alguns kinks de um, dois e três campos, em uma dimensão espacial. Foi mostrada a estabilidade ou instabilidade dos kinks. Para o caso em que os kinks foram instáveis, achamos o produto de decaimento deles / Abstract: In this dissertation we did two things. First, we compared the Linhares and Oliveira approach for the temporal evolution of the ?ø4 kink, which uses the Galerkin method and a domain mapping, with the method of finite differences in a finite interval. It was found that the dynamics in these two cases were different. We found that the mapping method was not appropriated for the evolution of these kind of systems. The second part was the use of the finite difference method to perturb some kinks of one, two and three scalar fields in one spacial dimension. It was shown the (in)stability of the kinks. When they were unstable, it was found their decay products / Mestrado / Física Clássica e Física Quântica : Mecânica e Campos / Mestre em Física

FundaÃÃo Cearense de Apoio ao Desenvolvimento Cientifico e TecnolÃgico / A necessidade constante de serviÃos de manutenÃÃo e restauraÃÃo nas vias urbanas, agravadas pela falta de recursos disponÃveis para tal fim à o que motiva a implantaÃÃo dos sistemas de gerÃncia aplicada à pavimentaÃÃo urbana. Estes sistemas sÃo capazes de alocar os recursos dos orÃamentos de manutenÃÃo de infra-estruturas de estradas, aos trechos mais necessitados, onde a sua utilizaÃÃo serà otimizada, priorizando-se os investimentos em funÃÃo do estado de conservaÃÃo da via e da importÃncia da mesma. Neste contexto, esta dissertaÃÃo propÃe a anÃlise dos defeitos existentes nos pavimentos urbanos atravÃs do uso da metodologia Paver (Pavement Maintenance Management System), desenvolvida pelo U.S. Army Corps of Engineers (USACE), baseada no cÃlculo do Ãndice de CondiÃÃo do Pavimento (PCI) que utiliza o tipo de defeito encontrado no pavimento e a sua severidade correspondente para calcular o seu valor. O estudo faz adaptaÃÃes à metodologia em questÃo para permitir a anÃlise de calÃamentos de paralelepÃpedos, bastante utilizados na cidade de Fortaleza, levantando os defeitos existentes nestes e avaliando a situaÃÃo dos mesmos pela Ãrea superficial dos danos existentes, uma vez que este tipo de revestimento nÃo à abordado pela metodologia Paver. Para testar a eficÃcia desta forma de anÃlise dos pavimentos urbanos, foi realizado um estudo de caso, em um trecho da malha viÃria urbana de Fortaleza, com 604m de extensÃo, que apresenta um trecho asfaltado e outro calÃado com paralelepÃpedos. Os resultados demonstraram a facilidade de aplicaÃÃo da metodologia e da adaptaÃÃo desenvolvida, propiciando a viabilidade de sua implantaÃÃo na malha viÃria urbana das grandes cidades em um Sistema de GerÃncia de Pavimentos (SGP). AtravÃs dos critÃrios de priorizaÃÃo, expostos no Paver, pode-se fornecer uma lista de prioridades de intervenÃÃo nos segmentos de uma malha viÃria, que necessitam de intervenÃÃo, reduzindo deste modo o desperdÃcio dos recursos pÃblicos e permitindo o controle destes nas obras de restauraÃÃo e manutenÃÃo das vias. / The necessity of constant maintenance and restoration services of the urban ways, aggravated by the lack of proper and sufficient resources, is the main motive for the application of management systems on urban pavements. These systems make it possible to allocate resources of the road infrastructure maintenance budget to the areas where they are most needed. By doing this, it becomes possible to optimize investments using them according to certain criteria, which will take into consideration the waysâ conservation status and also their importance. Within this context, this dissertation proposes an analysis of the existing distresses on urban pavements through the use of the PAVER methodology (Pavement Maintenance Management System), which was developed by the U.S. Army Corps of Engineers (USACE). Such methodology is based on the Pavement Condition Index (PCI), which takes into consideration the type of distress found and its severity level to calculate its value. In order to permit an analysis of ways with paving stone surfaces, which is frequently seen in Fortaleza, there have been some adaptations on the studied methodology by listing the existing distresses and evaluating their situation for the existing damagesâ superficial area, once that this type of way is not approached by the PAVER methodology. In order to test the efficiency of this way of analyzing urban pavements, a case-study has been conducted in a small portion, 604 meters long, of Fortalezaâs road network which is composed by two different paving surfaces; asphalt and paving stone. The results show the applicability of this methodology and the adaptation that has been developed, making it possible its implementation in big citiesâ road networks in a Pavement Management System (PMS). Through the criteria of priorities, postulated by PAVER, one can provide a list of priorities of intervention in road network segments, the ones that really need intervention, as to reduce the waste of public resources and allow a better spending control of these resources when restoration and maintenance services are being carried out in road networks.

Uma das complicações mais importantes relacionadas com o tratamento de implante dentário é a peri-implantite. Devido a limitação pela sobreposição de estruturas da técnica periapical, nos casos da perda óssea peri-implantar nas faces vestibulares e linguais ou palatais necessita-se de um exame capaz de prover imagens em 3 dimensões para o correto diagnóstico, sendo as imagens de tomografia computadorizada por feixe cônico (TCFC) as mais indicadas. O objetivo deste estudo foi avaliar a acurácia, especificidade, sensibilidade, concordância inter e intraobservadores e determinar a influência dos artefatos na detecção dos defeitos ósseos peri-implantares simulados em mandíbulas humanas edêndulas secas. Foram utilizados dois aparelhos de TCFC com diferentes protocolos de aquisição: i-CAT Gendex CB-500(120kVp, 5mA) e ORTHOPANTOMOGRAPH OP300(90kVp, 6.3mA). Foram instalados 24 implantes dentários cilíndricos e executados dezesseis defeitos somente nas faces vestibulares, com os comprimentos que variaram de 0,5mm a 15mm. Somente cortes sagitais foram utilizados para avaliação qualitativa e quantitativa dos defeitos foi realizada por meio de Image J. Os resultados do teste de concordância intra e inter-observadores tanto nas avaliações qualitativas e quantitativas foram predominantemente fracos. Os valores de Área Sob a Curva (ASC) variaram de 0.51 a 0.72 no i-CAT Gendex CB-500; e no ORTHOPANTOMOGRAPH OP300 variaram de 0.54 a 0.75, demonstrando desempenho diagnóstico ligeiramente superior. Nas imagens obtidas em aparelho com 120kVp (i-CAT Gendex CB-500) foram observados maior contraste em relação ao aparelho 90kVp (ORTHOPANTOMOGRAPH® OP300); em aparelho com o menor kVp (OP300) formaram mais artefatos e estes, degradaram a qualidade das imagens e influenciaram o desempenho diagnóstico das TCFCs na detecção e nas mensurações de perda óssea peri-implantar. Os protocolos de aquisições diferentes podem influenciar no aumento ou redução da formação dos artefatos. / One of the most important complications related to dental implant treatment is periimplantitis. Due to the structures overlapping inherited to periapical technique, in cases of buccal and lingual or palatal bone loss in peri-implantitis, the 3 dimensions observation exam like cone beam computed tomography(CBCT) is most indicated. The objective of this study was to evaluate the accuracy, specificity, sensitivity, interand intra-observer agreement and to determine the influence of the artifacts in the detection of the peri-implant bone defects simulated in human dry mandibles. The two CBCT devices with different acquisition protocols were used in this study: i-CAT Gendex CB-500 (120kVp, 5mA) and ORTHOPANTOMOGRAPH OP300 (90kVp, 6.3mA). Twenty-four cylindrical dental implants were placed and 16 defects were prepared only on buccal faces, the defect lengths ranged from 0.5mm to 15mm. For qualitative and quantitative assessment, only sagittal slices were evaluated by the observers, using Image J software. The results of intra and inter-observer agreement tests in both assessments were generally poor. The AUC values ranged from 0.51 to 0.72 on the i-CAT Gendex CB-500; and in the ORTHOPANTOMOGRAPH OP300 ranged from 0.54 to 0.75, showing slightly higher diagnostic performance. Higher contrast was observed in the 120 kVp device\'s images (i-CAT Gendex CB-500) when compared with the 90 kVp device\'s image (ORTHOPANTOMOGRAPH® OP300). The low kVp device (OP300), formed more artifacts which degraded the image quality and influenced the CBCT diagnostic performance in the detection and measurement of peri-implant bone loss. Different CBCT acquisition protocols may influence increasing or reducing artefact formation.

Ferros fundidos cinzentos ligados com cromo e molibdênio são utilizados em cabeçotes de motor para se obter alta resistência à tração e à fadiga (com menores seções), maior resistência à temperaturas elevadas e maior estabilidade térmica. No presente trabalho é feita uma avaliação da influência da adição dos elementos de liga cromo e molibdênio na solidificação e na formação de rechupes em ferros fundidos cinzentos, através da fundição de corpos de prova com diferentes composições químicas, variando porcentagens de cromo e molibdênio comumente utilizadas em ferros fundidos cinzentos de alta resistência. Além da composição química, foi variada a porcentagem de inoculação nas ligas, através da adição de 0,2% e 0,6% do inoculante FeSi75. A simulação de fundição, utilizando o software para simulação do processo de fundição Magmasoft, foi aplicada para desenvolver um corpo de prova com tempo de solidificação similar ao de um cabeçote de motor. Depressões foram detectadas no topo dos corpos de prova, tendo sido caracterizadas como rechupes primários; microrechupes foram detectados no centro térmico, caracterizados por rechupes secundários. O volume das depressões foi medido, através de preenchimento com água. Os microrechupes foram avaliados de forma qualitativa através do ensaio de líquidos penetrantes e análise metalográfica. A avaliação da seqüência e morfologia de solidificação das fases formadas foi realizada através de análise térmica e, posteriormente, através de análises metalográficas. As temperaturas de reação eutética estável e metaestável foram calculadas através de software de termodinâmica computacional Thermocalc. A adição dos elementos de liga Cr e Mo em menores teores não causaram diferenças significativas no volume das depressões, tão pouco na presença de microrechupes. Porém adições combinadas de 0,4%, 0,6% e 1,0% de cromo e molibdênio apresentaram um aumento significativo no volume de depressão. Os resultados de simulação apresentaram resultados e curvas de solidificação similares às obtidas na prática industrial e maior tendência para a formação de rechupes primários com adições crescentes de cromo e molibdênio. Já em relação à tendência à formação de microrechupes somente adições combinadas de 0,6% e 1,0% apresentaram efeito significativo. Maiores porcentagens de adição de inoculantes aumentaram o volume tanto de depressões quanto de microrechupes, principalmente nas ligas contendo 1,0% de cromo e molibdênio. / Grey cast iron alloyed with chromium and molydnenum are used in cylinder heads to obtain high fatigue and ultimate strength (with less wall thickness), higher strength to elevated temperatures and higher thermal stability. This research presents an evaluation of the influence of chromium and molybdenum in solidification and shrinkage defects of grey cast iron alloys. The evaluation was made varying the percentages of chromium and molybdenum commonly used in high resistance grey cast iron alloys. Also the percentage of inoculation was varied with additions of 0,2% and 0,6% of the inoculant FeSi75. The foundry simulation, applying the software to simulate the foundry process MagmasoftÒ, was used to develop a test cast that should present the same solidification time of a cylinder head. Primary shrinkage defects were detected in the top of the test parts characterized as sinks and secondary shrinkage defects were detected in the hot spots, characterized as micro shrinkage porosity. Sinks volumes were measured by water filling. The micro shrinkage porosity was evaluated by liquid penetrant examination and metallographyc analysis. The solidification sequence and morphology of the phases were evaluated by thermal and metallographyc analysis. The stable and metastable eutectic reaction temperatures were calculated by ThermocalcÒ software. The compositions with less alloy additions did not present differences in the sinks or in the micro shrinkage porosity volumes. But combinations of 0,4%, 0,6% and 1,00 % of chromium and molybdenum presented a significant increase of sinks volumes. The simulation results presented similar results of solidification and cooling curves measured in the foundry and also presented the same tendency of primary shrinkage defects increase with additions of chromium and molydenum. Combinations of 0,6% and 1,00% of chromium and molybdenum presented an increase of micro shrinkage porosity volumes. Higher inoculant additions increased the volumes of both defects, mainly in combinations of 1,00% of chromium and molybdenum.

O dioxido de estanho na estrutura rutila (SnO2) é um semicondutor de gap largo e faz parte da classe dos óxidos condutores transparentes (TCO). Possui gap direto de 3,6 eV e condutividade do tipo n, mesmo quando não dopado intencionalmente. Estudos teóricos e experimentais atribuem este comportamento à presença de defeitos intrínsecos. Por outro lado, impurezas de hidrogênio, em sítios intersticiais ou substituindo o átomo de oxigênio, poderiam ser responsáveis pelo caráter n do SnO2. Neste trabalho apresentamos nossos resultados de estrutura eletrônica, a partir de cálculos de primeiros princípios, para o dióxido de estanho puro, assim como levando em conta a presença de defeitos intrínsecos - VO, VSn, Sni, Oi, OSn, SnO, SnO+OSn, Sni+VO - e para vários centros de impureza de hidrogênio - Hi, HO, HBC, Hi-Hi, Hi-HO, Hi-HBC, HBC-HBC, onde V significa vacância e BC a impureza localizada em um sítio entre ligação. Os resultados para a impureza de hidrogênio são confrontados com os dos defeitos intrínsicos. Nossas análises mostram, tanto para o caso das impurezas de H isoladas quanto para os pares complexos H-H, que estes centros apresentam caráter doador. Em todas as configurações, as energias de formação são suficientemente baixas, comparadas com as dos defeitos intrínsecos, mostrando competitividade e sugerindo que a impureza de hidrogênio poderia ser responsável pela característica de condutividade n do cristal SnO2. Apresentamos também resultados de propriedades eletrônicas e magnéticas para impurezas de metal de transição MT (MT = V, Cr, Fe, Mn, Co e Ni) em SnO2 em uma configuração estrutural de baixa concentração. Estes sistemas são denominados semicondutores magnéticos diluídos (DMS - diluted magnetic semiconductor), isto é, ligas diluídas do tipo Sn1-xMTxO2 e Sn1-xMTxO2-y(VO)y. Consideramos neste estudo as concentrações x = 0,04 e y = 0,02, correspondendo a valores experimentalmente possíveis de se obter. Este estudo aponta para a existência de estados magnéticos metaestáveis para estes sistemas e mostra como a vacância de oxigênio afeta este comportamento. Para todos os casos, o estado eletrônico fundamental encontrado apresenta configuraçãoo de alto spin (HS - high-spin) e o fenômeno de spin-crossover para o estado de baixo spin (LS - low-spin) é possível de ocorrer. A metaestabilidade obtida para estes sistemas DMS é estudada em conecção com as relaxações estruturais em torno da impureza, na ausência e na presença da vacância de oxigênio. Por fim, alternando respectivamente camadas magnéticas e não magnéticas de r-CrO2 e r-SnO2, foram estudados sistemas em uma configuração de super-rede (SL - superlattice), do tipo (CrO2)n(SnO2)n, com n = 1; 2; ...; 10 sendo o número de monocamadas. Para todos os valores de n foi observado comportamento meio-metal (half-metal) para os sistemas. O estado fundamental é ferromagnético (FM), com momento mangético igual a 2 mu_B por cromo ndependentemente do número de monocamadas. E como o óxido r-CrO2 é instável na temperatura ambiente, porém pode ser estabilizado, quando crescido sobre o r-SnO2, sugerimos que as super-redes (CrO2)n(SnO2)n podem ser aplicadas na tecnologia de spintrônica provendo eficiente polarização de spin de seus portadores. Os cálculos de estutura eletrônica foram realizados levando em conta a polarização de spin, usando o método PAW (Projector-Augmented-Wave) implementado no pacote computacional VASP (Vienna Ab-initio Simulation Package), dentro da teoria DFT (density functional theory) utilizando a aproximação local da densidade com correção GGA-PBE (generalized gradient corrections) e aproximação GGA-PBE+U, onde U é a correção on site de Hubbard. / Rutile tin dioxide (r-SnO2) is a wide-band-gap semiconductor and is part of a class of promising transparent conducting oxides (TCO). It has a direct band gap of 3.6 eV and shows n-type conductivity, even when not intentionally doped, which is usually attributed to intrinsic defects. On the other hand, it has been proposed theoretically that in spite of unintentionally doping, hydrogen impurities at interstitial or O substitutional sites could be responsible for the n-type conductivity in SnO2. In this work we report the results of ab initio electronic structure calculatations for pure tin dioxide as well as for some intrinsic defects VO, VSn, Sni, Oi, OSn, SnO, SnO+OSn and Sni+VO and for several H-related defect centers Hi, HO, HBC, Hi-Hi, Hi-HO, Hi-HBC, HBC-HBC, where V means vacancy and BC bond-centered sites. Our H-related results centers are confronted with those obtained for the intrinsic defects. Our findings show, for example, that hydrogen impurity has a donor character for all studied centers and that not only the isolated H, but also some of its complexes, show competitive low formation energies, suggesting that various H-related centers could be responsible for the n-type conductivity observed in the unintentionally doped SnO2. We discuss some results of the electronic and magnetic properties of TM-doped tin dioxide (TM = V, Cr, Fe, Mn, Co and Ni) in a diluted magnetic oxide configurations, i.e., Sn1-xTMxO2 and Sn1-xTMxO2-y(VO)y diluted alloys. As a prototype we will consider x = 0.04 and y = 0.02, which corresponds to a TM content just within the experimental window. Our aim is to analyze the presence of magnetic metastable states in these systems and how oxygen vacancies affect this metastability. For all cases, the ground state corresponds to the expected high spin (HS) configuration and a spin-crossover to the low-spin state is possible. The obtained magnetic metasbility in TM-doped SnO2 is discussed in connection with the structural relaxations around the impurity in absence and in presence of O vacancies. Finally, alternated magnetic and non-magnetic layers of rutile-CrO2 and rutile-SnO2 respectively, in a (CrO2)n(SnO2)n superlattice (SL) configuration, with n being the number of monolayers which are considered equal to 1, 2, ..., 10 are studied. A half-metallic behavior is observed for the (CrO2)n(SnO2)n SLs for all values of n. The ground state is found to be ferromagnetic (FM) with a magnetic moment of 2 µB per chromium atom, and this result does not depend on the number of monolayers n. As the FM rutile-CrO2 is unstable at ambient temperature, and known to be stabilized when on top of SnO2, we suggest that (CrO2)n(SnO2)n SLs may be applied to spintronic technologies since they provide efficient spin-polarized carriers. Spin-polarized electronic structure calculations were performed using the Projector-Augmented-Wave (PAW) method as implemented in the Vienna Ab-initio Simulation Package (VASP), within the spin density functional theory in the local density approximation with generalized gradient corrections (GGA-PBE) and GGA- PBE+U, where U is the Hubbard correction.

Made available in DSpace on 2016-08-18T18:19:30Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dissertacao Genilson.pdf: 3934400 bytes, checksum: f88bea8a3bd3a04623dda92abb3f6064 (MD5) Previous issue date: 2012-08-17 / FUNDAÇÃO DE AMPARO À PESQUISA E AO DESENVOLVIMENTO CIENTIFICO E TECNOLÓGICO DO MARANHÃO / We studied the localization of fermionic fields in a ring-like topological defect constructed with a real scalar field ϕ and immersed in (3, 1)−dimensional spacetime. The process of localization of fermions in the ring is analyzed by studying a Yukawa-like coupling ¯ ΨF(ϕ)Ψ, where F(ϕ) is a function of the real scalar field. Using the usual γ−matrices in (1, 1)−dimensions, we express the Dirac spinor in terms of its chiral left-handed and right-handed components. The amplitudes of fermions support Schr¨odinger-like equations allowing a probabilistic interpretation of them. In our case, to analyze the existence of resonances, we consider the coupling F(ϕ) = (1 − ϕ2)2. The eigenvalue equations are solved using numerical procedures. The eigenvalues that characterize the resonances are obtained for the two chiralities that show exactly the same, confirming the qualitative analysis of the potential are supersymmetric partners. / Estudamos a localização de campos fermiônicos num defeito topológico tipo anel construído com um campo escalar real ϕ e imerso no espaço-tempo de (3, 1)−dimensões. O processo de localização de férmions no anel é analisado estudando um acoplamento tipo Yukawa ¯ΨF(ϕ)Ψ, onde F(ϕ) é uma função do campo escalar real. Utilizando as matrizes−Γ usuais em (1, 1) dimensões, dividimos o espinor de Dirac em termos das duas componentes de quiralidade de mão-esquerda e mão-direita. As amplitudes dos f´ermions suportam equações tipo-Schrodinger possibilitando uma interpretação probabilística das mesmas. Em nosso caso específico, para analisarmos a existência de ressonâncias consideramos o acoplamento F(ϕ) = (1 − ϕ2)2. As equações de autovalores são solucionadas usando procedimentos numéricos. Os autovalores que caracterizam as ressonâncias são obtidas para as duas quiralidades que se mostram exatamente iguais confirmando a análise qualitativa dos potenciais serem parceiros supersimétricos.

Made available in DSpace on 2016-08-18T18:19:31Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dissertacao Alyson.pdf: 708260 bytes, checksum: 854f88bf5062df1a06c5ed3e0b27423b (MD5) Previous issue date: 2012-11-26 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / This monograph presents the study of vortices BPS in a model obtained by dimensional reduction of the (1+3)−D Maxwell-Carroll-Field-Jackiw-Higgs s electrodynamics to (1+2)−D. The Maxwell-Carroll-Field-Jackiw-Higgs model is defined by the following Lagrangian density L1+3 = −14FμνFμν −14 ϵμνκλ (kAF )μ AνFκλ + |Dμϕ|2 − V (|ϕ|), the first two terms constitute the CPT-odd electrodynamics of the standard model extension (SME). The term ϵμνκλ (kAF )μ AνFκλ is called the Carroll-Field-Jackiw s term. The dimensional reduction of this model is given by the following Lagrangian density L1+2 = − 14FμνFμν +s4 ϵμνκAμFνκ +12∂μψ∂μψ −12ϵμνκ (kAF )μ ψ∂νAκ−12 ϵμκν (kAF )μ Aκ∂νψ + |Dμϕ|2 − e2ψ2 |ϕ|2 − V (|ϕ|2 , ψ), it is observed that if (kAF )μ = 0 we obtain the Maxwell-Chern-Simons-Higgs (MCSH) model. This way, our planar model is a MCSH model modified by an interaction between the gauge field Aμ and the neutral scalar field ψ whose coupling constant is (kAF )μ, the Lorentz-violating vector field background. The existence of stable BPS v´ortices implies in a null (kAF )0 component. The study shows that the influence of the Lorentz violation is clearly manifested when the vortex s winding number is greater than 1. / Esta dissertação apresenta o estudo de vórtices BPS num modelo obtido pela redução dimensional da eletrodinâmica de Maxwell-Carroll-Field-Jackiw-Higgs de (1+3)-dimensões para (1+2)-D. A densidade lagrangiana do modelo de Maxwell-Carroll-Field-Jackiw-Higgs é definido por L1+3 = −14 FμνFμν − 14 ϵμνκλ (kAF )μ AνFκλ + |Dμϕ|2 − V (|ϕ|), os dois primeiros termos constituem a eletrodin amica CPT- ímpar do modelo padrão estendido (SME). O termo ϵμνκλ (kAF )μ AνFκλ é o chamado termo de Carroll-Field-Jackiw. A redução dimensional deste modelo é dado pela seguinte densidade lagrangiana L1+2 = − 14 FμνFμν + s4 ϵμνκAμFνκ + 12 ∂μψ∂μψ −12 ϵμνκ (kAF )μ ψ∂νAκ − 12 ϵμκν (kAF)μ Aκ∂νψ + |Dμϕ|2 − e2ψ2 |ϕ|2 − V (|ϕ|2 , ψ), observamos que se (kAF)μ = 0 se obtém o modelo de Maxwell-Chern-Simons-Higgs (MCSH). Desse modo o modelo planar representa um modelo de MCSH modificado por uma interação entre o campo de gauge Aμ e o campo neutro ψ cuja constante de acoplamento é (kAF )μ, o campo de fundo vetorial portador dos efeitos da violação de Lorentz. Impondo que a componente (kAF)0 seja nula é possível estabelecer soluções estáveis tipo vórtices BPS. O estudo mostra que a influência da violação de Lorentz é manifesta claramente quando o winding number do vórtice é maior que 1.

Made available in DSpace on 2016-08-18T18:19:32Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dissertacao Guillermo.pdf: 651641 bytes, checksum: adea66a9fd827c3d96930ebcc09f08b3 (MD5) Previous issue date: 2013-04-30 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / We study the existence of Abrikosov-Nielsen-Olesen-like BPS vortices in the context of the Standard Model Extension (SME). Specifically, we analyze the Maxwell-Higgs model supplemented by Lorentz-violating (LV) terms in both sectors. The LV terms of the Higgs sector are CPT-even, on the other hand, the gauge sector includes CPT-even and CPT-odd LV terms. One important consequence is the effect of the LV coefficients of the Higgs sector on the magnetic flux, it now is fractional. Among other effects, the LV coefficients are accounted by the control of the amplitude and the spatial extension of the topological defects. The first model analyzed includes a Lorentz-violating CPT-odd or Carroll-Field-Jackiw term in the gauge sector. The BPS equations under appropriated coordinate rescaling and field redefinition are the ones of the Maxwell-Chern-Simons-Higgs (MCSH) model. However, the difference appears in Gauss s law which contains a parameter dependent on LV coefficients of the Higgs sector. Such parameter when fixed to be 1 reproduces the Gauss law of the MCSH model. The second model studied contains the LV CPT-even term in the electromagnetic sector. It provides a new class of BPS vórtices. Here the parity-odd coefficients couple the magnetic and electric sectors yet in stationary regimen. Then, with the appropriate BPS potential the model engenders electrically charged BPS vórtices. This new BPS vortex solutions also supports electric field inversion and localized magnetic flux reversion. / Estudamos a existência de vórtices BPS tipo Abrikosov-Nielsen-Olesen no contexto do Modelo Padrão Estendido (MPE). Especialmente, analisamos o modelo de Maxwell-Higgs suplementado por temos de violação de Lorentz (VL) em ambos os setores. Os termos de VL no setor de Higgs são CPT-par, por outro lado, o setor de gauge inclui termos de VL CPT-par e CPT-ímpar. Uma consequência importante do efeito dos coeficientes de VL do setor de Higgs é a fracionalização do fluxo magnético. Além de outros efeitos, os coeficientes de VL são responsáveis por controlar a amplitude e a extensão espacial dos defeitos topológicos. O primeiro modelo estudado inclui o termo CPT-ímpar de violação de Lorentz, ou termo de Carroll-Field-Jackiw no setor de gauge. As equações BPS, após uma transformação de escala nas coordenadas e uma redefinição apropriada dos campos, coincidem com as equações BPS para o modelo de Maxwell-Chern-Simons-Higgs. A diferen¸ca aparece na lei de Gauss, a qual contem um parâmetro dependendo dos coeficientes de VL do setor de Higgs. Quando este parâmetro é fixado no valor 1, reproduzimos a lei de Gauss do modelo de MCSH. O segundo modelo estudado contem o termo de viola¸c ao de Lorentz CPT-par no setor eletromagnético. Este termo provê uma nova classe de vórtices topológicos. Neste caso os coeficientes de paridade ímpar acoplam os setores elétrico e magnético ainda no regime estacionário. Com o potencial BPS apropriado o modelo fornece vórtices BPS eletricamente carregados. Estas novas soluções para vórtices BPS também suportam inversão de campo elétrico e reversão do fluxo magnético localizada.