Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências Físicas e Matemáticas, Programa de Pós-Graduação em Física, Florianópolis, 2014. / Made available in DSpace on 2015-02-05T20:58:11Z (GMT). No. of bitstreams: 1 331240.pdf: 9093336 bytes, checksum: 46d4edcba7344041ba070d2e08f3bc7b (MD5) Previous issue date: 2014 / Neste trabalho foi realizado um estudo sistemático sobre a eletrodeposição do composto seleneto de bismuto (Bi2Se3) em substrato de Si(100). Em paralelo, foram realizados cálculos de primeiros princípios com o objetivo de encontrar as energias de formação e de transição para diferentes defeitos pontuais existentes em Bi2Se3. O trabalho foi dividido em duas partes, a primeira com resultados experimentais e a segunda com resultados teóricos. Na primeira parte é mostrado que as amostras obtidas com eletrodeposição em Si(100) apresentam majoritariamente a fase cristalina ortorrômbica. O crescimento dos filmes finos sobre substrato de Si(100) ocorre em duas etapas de nucleação, onde a segunda etapa gera filmes finos cristalinos e com crescimento preferencial dos planos (020). O gap de energia obtido para a fase ortorrômbica do Bi2Se3 foi 1,25 eV, que é maior que os valores previstos teoricamente. Filmes de Bi2Se3 puramente na fase hexagonal foram obtidos através de tratamentos térmicos. Foi mostrado que há um forte alinhamento do eixo basal da estrutura cristalina hexagonal com o eixo perpendicular ao plano do substrato. Amostras obtidas em diferentes substratos indicam que o crescimento não é epitaxial. A caracterização elétrica indica um comportamento condutivo ativado termicamente para as amostras de Bi2Se3 na fase ortorrômbica e comportamento elétrico degenerado para amostras em fase hexagonal. Os valores medidos de resistividade elétrica e coeficiente Seebeck estão de acordo com valores prévios relatados e confirmam a qualidade das amostras eletrodepositadas. Na segunda parte do trabalho foramrealizados cálculos teóricos com DFT, que mostram que os defeitos mais estáveis na fase hexagonal do Bi2Se3 são as vacâncias de Se1 e os Bi intersticiais. Para a fase ortorrômbica os mais estáveis são as vacâncias de Se e os antisítios de Bi e de Se, explicando o comportamento elétrico tipo-n.<br> / Abstract : We present a study of electrodeposition of Bismuth Selenide (Bi2Se3) on Si(100) substrate. At same time, first principles calculation was performed in order to find the formations and transitions energies of some possible native point defects in Bi2Se3. The work was separated in two parts, the experimental one and the theoretical one. In the first part, we show that samples obtained by electrodeposition on Si(100) substrate present predominance of orthorhombic crystalline phase. The growth of thin films occurs in two nucleation steps and with preferential growth of (020) plane. The measured bandgap of 1.25 eV is larger than values expected from theoretical predictions. Thin films of hexagonal crystalline phase were obtained by thermal annealing of the samples. The electrical characterization of orthorhombic phase samples shows thermal activated behavior, with two activation energies. The hexagonal phase samples show degenerated semiconductive behavior. The measured electrical resistivity and Seebeck coefficient are in accordance with previous studies and confirm the quality of our samples. In the second part of the work, we perform DFT calculation that shows that the most stable defects of hexagonal Bi2Se3 are the selenium vacancies and bismuth interstitials. In the case of orthorhombic Bi2Se3 the most stable defects are the selenium vacancies and the Se and Bi antisites. These defects are enough to explain the n-type conduction found in both phases of Bi2Se3.

Made available in DSpace on 2014-06-12T23:16:10Z (GMT). No. of bitstreams: 2 arquivo8647_1.pdf: 8160673 bytes, checksum: 12d10551e46fdf8c96294a4c26e0dfdc (MD5) license.txt: 1748 bytes, checksum: 8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33 (MD5) Previous issue date: 2008 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / A sensibilização da resposta termoluminescente (TL) do quartzo natural foi muito estudada visando a datação arqueológica e a dosimetria retrospectiva. Embora a curva de emissão TL do quartzo apresente vários picos, apenas a sensibilização do pico que ocorre a aproximadamente 100°C foi investigada em profundidade. Trabalhos recentes mostraram que a sensibilização TL do pico a 300°C ocorre apenas quando altas doses de radiação gama são administradas em cristais naturais cujas concentrações relativas de impurezas Li/Al e Li/OH são elevadas. Observou-se também que a sensibilização depende da intensidade de dose utilizada. Entretanto, poucas medidas foram realizadas no intervalo que antecede 50 kGy. Além disso, não foi esclarecido como os tratamentos térmicos podem influenciar a sensibilidade TL do quartzo. Portanto, o objetivo deste trabalho é estudar a sensibilização da resposta TL do quartzo natural por tratamentos térmicos e altas doses de radiação gama. Para isto, foram extraídos cinqüenta e cinco discos com 6x1 mm2 de um bloco procedente de Solonópole (CE). Os discos foram separados em seis lotes de acordo com a proximidade da resposta TL entre 160°C e 320°C. Um dos lotes foi submetido à doses de radiação (60Co) a partir de 2 kGy, chegando a uma dose acumulada de 50 kGy. Outros três lotes foram inicialmente tratados a 500°C, 800°C e 1000°C e posteriormente irradiados com duas doses de 25 kGy. As curvas de emissão e as curvas de calibração, para dose-teste de 0,1 a 30 mGy, foram obtidas após cada procedimento de sensibilização. Amostras retangulares de 10x10 mm2 foram utilizadas para caracterizar os defeitos pontuais relacionados às impurezas de Al e OH em função dos procedimentos de sensibilização. O centro [AlO4]° foi caracterizado por espectroscopia no UV-VIS e os centros [AlO4/H+]°, [H4O4]° e Li-OH, por espectroscopia infravermelho. Como resultado, foi observado que o material em sua condição natural apresenta um pico a 325°C, mas este possui baixa intensidade TL. Os tratamentos térmicos não sensibilizam o pico a 300°C, o que ocorre somente após a administração de doses acima de 2 kGy. Utilizando apenas altas doses, observou-se que a sensibilidade TL aumenta até 15 kGy. Acima desta dose, a sensibilidade TL praticamente não se modifica. Observou-se que a concentração do centro [AlO4]°, que atua como centro de recombinação, aumenta em função da dose acumulada, mesmo para doses acima de 15 kGy. Portanto, concluiu-se que a estabilização da sensibilidade TL está relacionada à quantidade de armadilhas de elétrons. Por outro lado, observou-se que o íon Li+ é dissociado do centro Li-OH por irradiação e tratamentos térmicos. Verificou-se ainda que para doses acumuladas acima de 15 kGy, acompanhadas de três tratamentos a 400°C, o centro Li-OH não se restitui por completo. Desta forma, foi sugerido que os íons Li+ formam armadilhas competidoras. O aumento da concentração de armadilhas competidoras pode explicar a estabilização da sensibilidade TL acima de 15 kGy. Verificou-se que o procedimento de sensibilização mais adequado para este cristal envolve um tratamento a 1000°C, dose de 25 kGy e três tratamentos térmicos a 400°C

Esta dissertação mostra a análise da interação de intersticiais pesados como oxigênio e nitrogênio em amostras policristalinas de nióbio e monocristalinas de nióbio e tânalo. Os dados experimentais foram obtidos através de medidas de atrito interno e freqüência de oscilação do pêndulo em função da temperatura, utilizando-se um pêndulo de torção invertido tipo Kê. Os resultados mostram estruturas de relaxação atribuídas à reorientação induzida por tensão de átomos intersticiais em torno de átomos da matriz metálica. Estas estruturas forma analisadas através de dois métodos: subtrações sucessivas e tempo de relaxação. A partir das medidas de atrito interno foram identificados os processos de relaxações Nb-O, Nb-N e Ta-O. Esses mesmos processos de relaxação foram confirmados por meio das medidas de freqüência de oscilação do pendulo usando um método proposto nesta dissertação, o qual relaciona o quadrado dessa freqüência medida e o inverso da temperatura. / This dissertation shows the analysis of heavy interstitials interaction, such as oxygen and nitrogen, in a policrystalline niobium sample and single crystal samples of niobium and tantalum. The experimental data were obtained by internal friction and oscillation frequency measurements as a function of temperature, using a Kê-type inverted torsion pendulum. The results show relaxation structures attributed to stress induced ordering of interstitial atoms around the mettalic matrix atoms. These structures were analysed by two methods: sucessive subtraction and relaxation time. From internal friction measurements, Nb-O, Nb-N and Ta-O relaxation processes were identified. These same relaxation processes were confirmed by oscillation frequency measurements, using a method proposed here, which relates squared frequency with inverse of temperature.

Made available in DSpace on 2016-03-07T19:21:14Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2015-08-04. Added 1 bitstream(s) on 2016-03-07T19:25:20Z : No. of bitstreams: 1 000854505_20160804.pdf: 499580 bytes, checksum: e0f78d605c45db1db7c59d0fca476bc0 (MD5) Bitstreams deleted on 2016-08-05T12:20:24Z: 000854505_20160804.pdf,. Added 1 bitstream(s) on 2016-08-05T12:20:58Z : No. of bitstreams: 1 000854505.pdf: 8120690 bytes, checksum: eb782c5171f32dc120c86661117feec0 (MD5) / Neste trabalho, nanopartículas de TiO2 foram obtidas a partir de uma metodologia baseada no processo sol-gel seguido pelo método solvotérmico assistido por micro-ondas (SAM), em diferentes tempos de processamento. Os TiO2 foram caracterizado pelas técnicas de análise térmica termogravimetria/calorimetria diferencial exploratória (TG/DSC), difração de raios X (XRD), espectroscopia Raman, espectroscopia de ressonância paramagnética nuclear (EPR), espetroscopia de fotoelétrons excitados por raios X (XPS), microscopia eletrônica de varredura com canhão de elétrons por emissão de campo (FEG-SEM), espectroscopia de energia dispersiva (EDS), microscopia eletrônica de transmissão de alta resolução (HR-TEM). As análises da superfície e porosidade foram efetuadas a partir do método BET, enquanto que as propriedades ópticas foram investigadas pela espectroscopia de absorção óptica na região UV-Vis, espectroscopia de fotoluminescência (FL) e experimentos fotocatalíticos. As temperaturas de calcinação em 380 °C e 450 °C formaram um material cristalino heteroestruturado (anatase+bruquita) e monofásico (anatase), respectivamente. Porém, a curta distância, estes estão altamente ordenados pela presença somente dos modos vibracionais relativos à fase anatase ativos no Raman. Os resultados de FEG-SEM e HR-TEM relevaram que o TiO2 é um material policristalino formado por cristalitos (~10 nm) que crescem por meio de um mecanismo de coalescência orientada e aleatória, resultando em um aglomerado microscópico de nanopartículas. A presença de defeitos estruturais foi atribuída às vacâncias de oxigênios monoionizadas (VO•) pelos sinais de EPR em g ≈2,023 e g≈1,966, que de acordo com os resultados de XPS e EDS sugerem que estas vacâncias estão tanto no bulk quanto na superfície. A partir do refinamento Rietveld, as vacâncias de oxigênio foram interpretadas como desvios em... / In this work, TiO2 nanoparticles were obtained from methodology based on the sol-gel process followed by the microwave-assisted solvothermal method (MAS), in different processing times. The TiO2 were characterized by thermal analysis (TG/DSC), X-ray Diffraction (XRD), Raman spectroscopy, electron paramagnetic resonance (EPR), high-resolution transmission electron microscopy (HR-TEM), energy dispersive spectroscopy (EDS), X-ray Photoelectron spectroscopy (XPS). Porosity and surface analysis were performed from the Brunauer-Emmett-Teller (BET) method, while the optical properties were investigated by UV-Vis absorption spectroscopy, photoluminescence (PL) and photocatalytic experiments. The calcination temperatures at 380 °C and 450 °C were responsible by the heterostructured (anatase + bruquita) and the monophase (anatase) crystalline materials, respectively. However, at short range are highly ordered due the presence of vibrational modes ascribed to only anatase phase active in Raman. The FEG-SEM e HR-TEM results showed TiO2is a polycrystalline material consisting of nanocrystals (~10 nm) grow up by means of the Oriented attachment mechanism, resulting in a microscopic agglomeration of nanoparticles. The presence of structural defects was attributed to singly ionized oxygen vacancies (VO•) by EPR signals at g≈2,023 and g≈1,966, which according to XPS and EDS results, suggest that these vacancies are in both bulk and surface. From the Rietveld refinement, the oxygen vacancies were interpreted as deviations from (Ti−O) and (O−T̂i−O), which tend to turn the ordered [TiO6] clusters in complex clusters [TiO5.VOx], [TiO5.VO•] and [TiO5.VO••]. The decreasing in the optical band gap (2,68-2,99 eV) and the PL at room temperature, indicate that these complex clusters represent the defects responsible for disorder at medium-range which exhibit a broadband at visible (350-700 nm) and another...

Orientador: Elson Longo da Silva / Banca: Marco Aurélio Cebim / Banca: Júlio César Sczancoski / Banca: Máximo Siu Li / Banca: Ieda Lucia Viana Rosa / Resumo: Neste trabalho, nanopartículas de TiO2 foram obtidas a partir de uma metodologia baseada no processo sol-gel seguido pelo método solvotérmico assistido por micro-ondas (SAM), em diferentes tempos de processamento. Os TiO2 foram caracterizado pelas técnicas de análise térmica termogravimetria/calorimetria diferencial exploratória (TG/DSC), difração de raios X (XRD), espectroscopia Raman, espectroscopia de ressonância paramagnética nuclear (EPR), espetroscopia de fotoelétrons excitados por raios X (XPS), microscopia eletrônica de varredura com canhão de elétrons por emissão de campo (FEG-SEM), espectroscopia de energia dispersiva (EDS), microscopia eletrônica de transmissão de alta resolução (HR-TEM). As análises da superfície e porosidade foram efetuadas a partir do método BET, enquanto que as propriedades ópticas foram investigadas pela espectroscopia de absorção óptica na região UV-Vis, espectroscopia de fotoluminescência (FL) e experimentos fotocatalíticos. As temperaturas de calcinação em 380 °C e 450 °C formaram um material cristalino heteroestruturado (anatase+bruquita) e monofásico (anatase), respectivamente. Porém, a curta distância, estes estão altamente ordenados pela presença somente dos modos vibracionais relativos à fase anatase ativos no Raman. Os resultados de FEG-SEM e HR-TEM relevaram que o TiO2 é um material policristalino formado por cristalitos (~10 nm) que crescem por meio de um mecanismo de coalescência orientada e aleatória, resultando em um aglomerado microscópico de nanopartículas. A presença de defeitos estruturais foi atribuída às vacâncias de oxigênios monoionizadas (VO•) pelos sinais de EPR em g ≈2,023 e g≈1,966, que de acordo com os resultados de XPS e EDS sugerem que estas vacâncias estão tanto no bulk quanto na superfície. A partir do refinamento Rietveld, as vacâncias de oxigênio foram interpretadas como desvios em... / Abstract: In this work, TiO2 nanoparticles were obtained from methodology based on the sol-gel process followed by the microwave-assisted solvothermal method (MAS), in different processing times. The TiO2 were characterized by thermal analysis (TG/DSC), X-ray Diffraction (XRD), Raman spectroscopy, electron paramagnetic resonance (EPR), high-resolution transmission electron microscopy (HR-TEM), energy dispersive spectroscopy (EDS), X-ray Photoelectron spectroscopy (XPS). Porosity and surface analysis were performed from the Brunauer-Emmett-Teller (BET) method, while the optical properties were investigated by UV-Vis absorption spectroscopy, photoluminescence (PL) and photocatalytic experiments. The calcination temperatures at 380 °C and 450 °C were responsible by the heterostructured (anatase + bruquita) and the monophase (anatase) crystalline materials, respectively. However, at short range are highly ordered due the presence of vibrational modes ascribed to only anatase phase active in Raman. The FEG-SEM e HR-TEM results showed TiO2is a polycrystalline material consisting of nanocrystals (~10 nm) grow up by means of the Oriented attachment mechanism, resulting in a microscopic agglomeration of nanoparticles. The presence of structural defects was attributed to singly ionized oxygen vacancies (VO•) by EPR signals at g≈2,023 and g≈1,966, which according to XPS and EDS results, suggest that these vacancies are in both bulk and surface. From the Rietveld refinement, the oxygen vacancies were interpreted as deviations from (Ti−O) and (O−T̂i−O), which tend to turn the ordered [TiO6] clusters in complex clusters [TiO5.VOx], [TiO5.VO•] and [TiO5.VO••]. The decreasing in the optical band gap (2,68-2,99 eV) and the PL at room temperature, indicate that these complex clusters represent the defects responsible for disorder at medium-range which exhibit a broadband at visible (350-700 nm) and another... / Doutor

Esta dissertação mostra a análise da interação de intersticiais pesados como oxigênio e nitrogênio em amostras policristalinas de nióbio e monocristalinas de nióbio e tânalo. Os dados experimentais foram obtidos através de medidas de atrito interno e freqüência de oscilação do pêndulo em função da temperatura, utilizando-se um pêndulo de torção invertido tipo Kê. Os resultados mostram estruturas de relaxação atribuídas à reorientação induzida por tensão de átomos intersticiais em torno de átomos da matriz metálica. Estas estruturas forma analisadas através de dois métodos: subtrações sucessivas e tempo de relaxação. A partir das medidas de atrito interno foram identificados os processos de relaxações Nb-O, Nb-N e Ta-O. Esses mesmos processos de relaxação foram confirmados por meio das medidas de freqüência de oscilação do pendulo usando um método proposto nesta dissertação, o qual relaciona o quadrado dessa freqüência medida e o inverso da temperatura. / This dissertation shows the analysis of heavy interstitials interaction, such as oxygen and nitrogen, in a policrystalline niobium sample and single crystal samples of niobium and tantalum. The experimental data were obtained by internal friction and oscillation frequency measurements as a function of temperature, using a Kê-type inverted torsion pendulum. The results show relaxation structures attributed to stress induced ordering of interstitial atoms around the mettalic matrix atoms. These structures were analysed by two methods: sucessive subtraction and relaxation time. From internal friction measurements, Nb-O, Nb-N and Ta-O relaxation processes were identified. These same relaxation processes were confirmed by oscillation frequency measurements, using a method proposed here, which relates squared frequency with inverse of temperature.

Submitted by Eduarda Figueiredo (eduarda.ffigueiredo@ufpe.br) on 2015-03-10T17:36:17Z No. of bitstreams: 2 Dissertação_Milena_FEV-2012.pdf: 4089734 bytes, checksum: 8bfa35520ef6adfc91dbe9d96cef12d5 (MD5) license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-03-10T17:36:17Z (GMT). No. of bitstreams: 2 Dissertação_Milena_FEV-2012.pdf: 4089734 bytes, checksum: 8bfa35520ef6adfc91dbe9d96cef12d5 (MD5) license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) Previous issue date: 2012-02-01 / CNPq / Os pegmatitos da Província Pegmatítica da Borborema (PPB) são fontes importantes de minerais de alto valor que, quando explorados, geram uma enorme quantidade de rejeitos de minerais industriais, salientando-se o quartzo branco-leitoso e róseo-leitoso. Até o presente, os rejeitos de quartzo róseo-leitoso da PPB não foram estudados para fins gemológicos. Sabe-se que a coloração das variedades de quartzo está relacionada com a presença de impurezas e defeitos pontuais que, sob ação de radiação ionizante, dão origem a centros de cores. No entanto, a origem da coloração do quartzo róseo ainda é controversa. Por este motivo, o objetivo deste trabalho foi caracterizar defeitos pontuais em quartzo da PPB e investigar as modificações de coloração mediante uso de radiação gama (60Co) e tratamentos térmicos. Para isto, foram preparadas 80 amostras de quartzo róseo e branco-leitoso, coletados de dois pegmatitos da PPB, quais sejam, Taboa e Alto do Feio, formando 4 lotes de amostras (TB-róseo; TB-leitoso; AF-róseo; AF-pálido). Amostras de cada lote foram irradiadas com doses variando de 0,5 a 96 kGy e outras foram tratadas termicamente a 500 °C e 1000 °C e posteriormente irradiadas com 50 e 100 kGy. A caracterização dos centros de defeito relacionada às impurezas de Al e grupos OH foi realizada pelas espectroscopias infravermelha (IV) e ultravioleta-visível (UV-Vis). Constatou-se que a cor original dos cristais foi modificada pela irradiação; tornando-se progessivamente esfumaçada a partir de 2 kGy. Esta modificação deve-se à formação dos centros [AlO4]0 a partir da dissociação dos centros [AlO4/Li]0. Para todos os lotes, a intensidade da banda IV associada ao centro [Li-OH] foi progressivamente reduzida com o aumento da dose e eliminada após tratamento a 1000 °C seguido de 100 kGy. Verificou-se que a banda IV do centro [AlO4/H]0 aumentou de forma mais significativa após tratamento a 1000 °C do que pela irradiação. Por sua vez, a banda IV do centro [H4O4]0 não foi modificada para os lotes AF-róseo e AF-pálido; enquanto que o tratamento térmico causou um aumento desta banda para o lote TB-róseo. A aparência leitosa das amostras e a diminuição do coeficiente de absorção a 3500 cm-1 ocorrido após tratamentos térmicos sugerem uma alteração na concentração de OH e H2O estrutural. O comportamento semelhante entre o quartzo de tonalidade rósea e leitosa em função da dose de radiação  e a pequena diferença observada entre as concentrações de impurezas destas amostras, nos levaram a concluir que os mecanismos e os centros de defeitos relacionados ao escurecimento dos cristais por radiação  são independentes da natureza da coloração rósea. Além disso, a análise por microscopia eletrônica de varredura do resíduo da digestão ácida dos cristais do Pegmatito Taboa indentificou a presença de fibras namométricas apenas para a variedade rósea. Tais fibras estão provavelmente relacionadas à dumortierita, sendo esta a provável origem da coloração rósea. Dentre as combinações de tratamentos térmicos e irradiações estudadas, foi observado que a combinação de tratamento a 1000 oC seguida de irradiação com 50 kGy é a mais apropriada para tornar o quartzo róseo de baixa saturação atrativo para aplicações gemológicas devido ao escurecimento induzido ser semelhante ao ônix.

Orientador: Alex Antonelli / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Fisica Gleb Wataghin / Made available in DSpace on 2018-07-25T14:58:12Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Miranda_CaetanoRodrigues_M.pdf: 3647224 bytes, checksum: 92dfef83defff963793cd0948b879708 (MD5) Previous issue date: 1999 / Resumo: As propriedades termodinâmicas das ligas foram calculadas usando o método de Ligação Adiabática no formalismo da Dinâmica Molecular. Nós estudamos a aplicação do método da Ligação Adiabática na investigação do fenômeno ordem-desordem e defeitos pontuais na liga Ni3Al. Para as simulações de Dinâmica molecular usamos a dinâmica da Cadeia Massiva de Nosé-Hoover e o método de Andersen e para descrever as interações entre os átomos da liga usamos o potencial do tipo tight-binding de Cleri-Rosato. Quanto ao fenômeno ordem-desordem foram calculadas as diferenças ordem-desordem da energia livre e entropia vibracional da liga Ni3Al. Nós encontramos que a diferença ordem-desordem da entropia vibracional aumenta com a temperatura variando de 0,14 kb/átomo em 300 K até 0,21 kb/átomo em 1200 K. Estes resultados estão em concordância com os resultados experimentais. Os cálculos sugerem que o principal fator no aparecimenteo desta diferença ordem-desordem da entropia vibracional é a diferença entre os volumes da liga nas fases ordenada e desordenada. Calculamos as energias livres e entropias de fornmação das vacâncias e as energias de formação de vacâncias e anti-sítios para a liga Ni3Al na fase ordenada, esses resultados estão em boa concordância com resultados conhecidos. Em particular para a entropia vibracional de formação de vacâncias de Ni (2,7 kb) e Al (4,0 kb) na liga, nossos resultados por incluirem efeitos de anarmonicidade mostram-se mais realísticos que os resultados teóricos obtidos pelo método Quase-harmônico, além de concordarem com recentes resultados experimentais obtidos por Badura-Gergen e Schaefer, PRB 56,3032 (1997). A partir do cálculo das energia e entropia de formação fizemos um estudos da concentrações dos defeitos pontuais na liga Ni3Al em sua fase ordenada em 1000 K em função da concentração de Ni e com a temperatura para três composições diferentes da liga (Ni76Al74Ni75Al25 e Ni74Al26) / Abstract: The thermodynamics properties of alloys are calculated employing the method of Adiabatic Switching in the Molecular Dynamics (MD) formalism. We study the application of the Adiabatic Switching to investigate order-disorder phenomena and point defects in Ni3Al. The MD simulations were performed using the Massive Nosé-Hoover Chain (MNHC) and Andersen dynamics and we have employed a tight-binding potential of Cleri and Rosato to describe interactions in the Ni-Al system. The free energy and entropy differences in Ni3Al between its equilibrium ordered structure and a disordered solid solution were calculated. We find that the vibration entropy difference increases with temperature from 0.14 kB/atom at 300 K to 0.21 kB/atom at 1200 K. These results are in agreement with experimental values. Our calculations suggested that the major cause of the entropy difference in this system is the volume difference between the ordered and disordered phases. The vacancy formation free energy and vibration entropies, vacancy and antisite defect formation energies and their corresponding relaxation volumes were evaluated in Ni3Al in the ordered phase, these values being in good agreements with known values. In particular, our results of Ni (2.7 kB) and Al (4.0 kB) vacancies formation entropies that include anharmonic effects are more realistic those by Quasi-harmonic method and agree with recent experimental data estimated by Badura-Gergen e Schaefer, PRB 56,3032 (1997). The concentration of point defects at 1000K as a function of Ni content and the effect of temperature on them were studied for three compositions (Ni76Al74,Ni75Al25 and Ni74Al26) / Mestrado / Física / Mestre em Física

Submitted by Amanda Silva (amanda.osilva2@ufpe.br) on 2015-03-04T12:27:27Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) Tese Leonardo Bruno Ferreira de Souza.pdf: 4863588 bytes, checksum: 46229304e5a400a3ac96993734dc57b7 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-03-04T12:27:27Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) Tese Leonardo Bruno Ferreira de Souza.pdf: 4863588 bytes, checksum: 46229304e5a400a3ac96993734dc57b7 (MD5) Previous issue date: 2013 / CNPq / Com o uso crescente da termoluminescência (TL) e da luminescência opticamente estimulada (LOE) nos protocolos de datação torna-se cada vez mais necessário um melhor entendimento das propriedades luminescentes do quartzo. Como se sabe, as emissões TL e LOE estão associadas aos centros luminescentes, que são defeitos pontuais na estrutura dos cristais dielétricos estão diretamente relacionados à sensibilidade luminescente. Até então, observou-se que a mudança na sensibilidade luminescente ocorre em procedimentos que envolvem aquecimento, irradiação e exposição à luz. Mas, esta propriedade ainda não está bem caracterizada e, para finalidades como datação e dosimetria retrospectiva, representa uma dificuldade para estimar a dose absorvida. Neste contexto, o objetivo desse trabalho foi estudar o efeito da sensibilização por tratamentos térmicos e altas doses de radiação nas respostas TL e LOE de cristais de quartzo natural e analisar estas respostas em função das concentrações de defeitos pontuais responsáveis pelos mecanismos das emissões luminescentes. Para isso, foram utilizados cristais de quartzo natural procedentes de Solonópole (CE) e Pouso Alegre (MG). As respostas TL foram estudadas considerando as curvas de intensidade, os parâmetros cinéticos e o espectro de emissão TL. As respostas LOE foram avaliadas considerando as curvas de decaimento e as curvas de intensidade com estimulação linearmente modulada (LOE-LM). Os sinais TL e LOE foram relacionados em medidas da TL fototransferida e da estabilidade térmica dos sinais TL e LOE. O estudo da dessensibilização da resposta TL foi realizado em procedimentos que envolveram altas doses de radiação gama (200 kGy), tratamentos térmicos (até 600 °C) e exposição à luz azul. Os defeitos pontuais foram caracterizados em diferentes condições de sensibilização. Os centros associados aos grupos OH, os centros [AlO4]0, [GeO4/Li]0, [E’1-Ge]0 e [O3-2/Li]0 foram identificados utilizando espectroscopia de absorção no infravermelho, ultravioleta-visível e por ressonância paramagnética eletrônica (RPE). Os resultados mostraram que o procedimento utilizado para sensibilizar o pico TL a ~300 °C (25 kGy + 400 °C) também sensibiliza o sinal LOE. Os espectros de emissão TL revelaram que o pico sensibilizado emite luz a 480 nm. No sinal LOE, a componente rápida foi a que apresentou a maior sensibilização. O estudo da estabilidade térmica dos sinais TL e LOE mostrou a existência da relação entre o pico TL sensibilizado e a componente rápida do sinal LOE. Nas medidas da TL fototransferida observou-se que as armadilhas profundas são sensíveis à luz azul. Por sua vez, no estudo da dessensibilização TL verificou-se que as armadilhas profundas desempenham o papel de armadilhas competidoras. Essas armadilhas são esvaziadas por tratamentos térmicos e exposição à luz azul. Observou-se ainda que a maior concentração dos centros de defeitos associados aos grupos OH resultou em menor sensibilização. O sinal RPE dos centros [E’1-Ge]0 e [O3-2/Li]0 foram os únicos observados após a sensibilização. Esses centros foram associados as armadilhas profundas competidoras. Os resultados indicaram que o centro [GeO4/Li]0 atua como armadilha eletrônica responsáveis pelo sinal luminescente do quartzo sensibilizado. Com base nesses resultados foi proposto um modelo que descrevesse a emissão luminescente do quartzo sensibilizado, identificando os centros de defeitos responsáveis pelo armadilhamento e recombinação dos portadores de carga.

Suspensões coloidais de microesferas de poliestireno carregadas proporcionam um sistema experimental excelente para estudar muitos problemas em física da matéria condensada. Sob condições apropriadas as partículas nessas suspensões podem se auto-organizar em um cristal com ordem de longo alcance, o chamado cristal coloidal. Neste trabalho apresentamos resultados de simulações por Dinâmica Molecular relacionados a defeitos pontuais, vacâncias e interstícios, em um cristal coloidal 2D. Calculamos a energia de formação e a interação destes defeitos pontuais, mostrando que um interstício é mais provável de ser criado do que uma vacância e que a interação entre os defeitos (vacância-vacância e interstício-interstício) é atrativa. Em conjunto esses resultados apontaram que os defeitos pontuais podem afetar o mecanismo de fusão do cristal coloidal 2D. Com relação à dinâmica dos defeitos, o foco foi sobre as vacâncias. Calculamos as entalpias de migração deste defeito de uma forma original, baseada na troca de topologias. Concluímos que a vacância não difunde de acordo com um único mecanismo, mas sim um misto de dois comportamentos, são eles: relação de Arrhenius corrigida e relação de potência com a temperatura. Calculamos também as entalpias e entropias relativas de formação das topologias da vacância, o que possibilitou identificar as topologias mais estáveis. Acreditamos que esses resultados serão importantes para trabalhos experimentais envolvendo interfaces e superfícies sólidas. / Colloidal suspensions of charged polystyrene microspheres provide an excellent experimental system to study many problems in condensed matter physics. Under appropriate conditions the particles in these suspensions organize themselves in a long-range-ordered crystal, the so-called colloidal crystal. In this thesis we report Molecular Dynamics simulations on point defects, vacancies and interstitials, in a 2D colloidal crystal. We have calculated the formation energy and interaction of these point defects, as well as the energy barriers between the various topological configurations that the defects may adopt while in thermal equilibrium. It is shown that the interstitials are more likely to be formed than the vacancies, and the interaction between defects (vacancy-vacancy and interstitial-interstitial) is attractive. Taken together, these results indicate that point defects may affect the melting process of a 2D colloidal crystal. With regard to the dynamics of the defects, emphasis was placed on the vacancies. The enthalpy for migration of a vacancy was calculated on the basis of exchanges between topologies. We concluded that the vacancy does not diffuse according to a single mechanism, but rather through a mixture of two processes: one is a modified Arrhenius mechanism and the other is represented by a power-law dependence on the temperature. We also calculated the relative enthalpies and entropies associated with the formation of the different topologies of vacancies, which allowed identification of the most stable topologies. We believe these results may have important bearing on experimental works involving interfaces and solid surfaces.