Orientador: Artemio Scalabrin / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Fisica Gleb Wataghin / Made available in DSpace on 2018-07-17T06:33:12Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Schwab_Carlos_M.pdf: 1072279 bytes, checksum: f6fa6899aa53153049d807215e395d91 (MD5) Previous issue date: 1978 / Resumo: Realiza-se um estudo experimental com um laser de guia de onda operando no infravermelho longínquo e bombeado oticamente por linhas monocromáticas de um laser contínuo de CO2. Apresenta-se um apanhado geral das teorias existentes sobre bombeamento ótico e analisam-se as propriedades do álcool metílico e sua utilização como meio ativo. São analisados os modos de propagação e as constantes de atenuação de guias de ondas cilíndricas para infravermelho longínquo. Construiu-se um aparato para a realização do experimento. Com esse aparato foi operado um laser usando CH3OH como meio ativo, foram medidas e identificadas algumas frequências e estudado seu comportamento em função da pressão do gás e do diâmetro do tubo. Investigou-se também o efeito do C6H14 ( n hexano ) como "buffer" no desempenho do laser de CH3OH, demonstrando-se que com sua utilização pode-se operar o laser com pressões mais altas do que no caso do CH3OH puro / Abstract: An experimental study with a waveguide laser operating in the far infrared range and optically pumped by monochromatic lines of a CO2 continuous laser is developed. A general review of existing theories is presented and properties of methyl alcohol and its usefulness as active medium are analysed. Propagation modes and ettenuation constants of cylindrical waveguides for far infrared are studied. An apparatus was constructed for experiments. With this apparatus a laser was operated with CH3OH as active medium. some lines were measured and assigned, and its behavior was studied as function of gas pressure and tube diameter. Investigation was carried out on the effects of C6H14 ( n-hexane ) as buffer in the performance of the CH3OH laser, showing that with addition of C6H14 one can operate the laser with pressures higher than those required in the case of pure CH3OH / Mestrado / Física / Mestre em Física

Os princípios básicos de detecção de radiação na faixa do infravermelho e o funcionamento geral de dispositivos fotodetectores QWIPs (Quantum Well Infrared Photodetectors) são apresentados, juntamente com uma descrição geral de modelos de cálculo de corrente de escuro existentes na literatura. A corrente de escuro é a corrente medida em um QWIP na situação em que não há fótons incidentes no dispositivo. A magnitude de tal corrente é um importante parâmetro de caracterização, uma vez que influencia diretamente na detectividade do dispositivo. Neste trabalho, é apresentado um modelo adequado ao cálculo da corrente de escuro em dispositivos QWIPs operando a temperaturas nas quais o mecanismo dominante de geração de portadores é a excitação térmica, em um regime denominado termiônico. O modelo proposto, denominado ETBM (Ehrenfest Theorem Based Model), apresenta como principal vantagem a não dependência com parâmetros empíricos tipicamente utilizados na literatura, tais como: mobilidade, velocidade de saturação, probabilidade de captura, dentre outros. O equacionamento geral do modelo é obtido por meio de dois formalismos distintos. No primeiro, o operador quântico de momento linear é utilizado para obter a velocidade de portadores acima das barreiras, e no segundo, utiliza-se uma descrição quântica utilizando o operador densidade de corrente. As funções de onda são calculadas considerando aproximação de não-parabolicidade e energias de gap dependentes de temperatura. Os resultados teóricos são comparados a dados experimentais de amostras QWIPs com perfis convencionais e não-convencionais constituídos de InAlAs/InGaAs e AlGaAs/GaAs, verificando-se um bom acordo entre os resultados teóricos e as curvas experimentais. Um exemplo de projeto de QWIP não-convencional, com foco somente no cálculo da corrente de escuro, é elaborado com o auxílio do ETBM. Os resultados teóricos da amostra projetada indicam redução da corrente de escuro e aumento da seletividade em relação a um QWIP de perfil convencional.

O Programa de Pós Graduação em Ciência e Tecnologia de Materiais, PosMat, tem carater institucional e integra as atividades de pesquisa em materiais de diversos campi / Orientador: Marystela Ferreira / Banca: Fabio Ruiz Simões / Banca: Italo Odone Mazali / Banca: Thiago Regis Longo Cesar da Paixão / Banca: Nilson Cristino da Cruz / Resumo: Neste trabalho nanocompósitos de polianilina sal esmeraldina (PAni-ES), argilas montmorilonitas organofilica (MMTO) e sódica (MMT-Na+) e nanopartículas de ouro (AuNPs) foram obtidos através das técnicas de fabricação de filmes nanoestruturados, Langmuir-Blodgett (LB) e Layer-by-Layer (LbL). Os materiais foram depositados em diferentes substratos solidos, e caracterizados através de métodos espectroscópicos e microscópicos, a fim de verificar as interações entre os materiais envolvidos. Resultados obtidos através das caracterizações por ultravioleta visível (UV-vis). Infravermelho com transformada de Fourrier (FTIR), Raman e microscopia de força atômica (AFM), indicaram a eficiência no processo de obtenção de nanocompósitos através das técnicas LB e LbL. Mais especificamente, os resultados espectroscópicos indicaram que as interações das argilas e/ou AuNPsMES, influenciam principalmente nas propriedades condutoras da PAni-ES. Por outro lado, rseultados de difratometria de raio X (XRD) indicaram a formação de nanocompósitos através da intercalação dos materiais nos espaços interlamentares da argila. Análises morfológicas por AFM revelaram que a sinergia entre os materiais favorece a obtenção de filmes menos rugosos e homogêneos. Os filmes nanoestruturados em diferentes arquiteturas foram avaliados como unidades sensoriais, através de métodos eletroquímicos por voltametria cíclica (VC) e voltametria de onda quadrada por redissolução anódica (SWASV). Visando à aplicação para área ambiental na detecção de íons metálicos de cobre, chumbo e cádmio (Cu2+, Pb2+ e Cd2+). A inserção das nanopartículas de ouro tioladas (AuNPs.MES) favoreceram em um aumento na condutividade dos filmes, promovendo melhor atividade catalítica para os sensores. Consequentemente, aumentando a sensibilidade e atingindo menores valores de limite detecção (LD), quando compacto aos filmes ausentes de nanopartículas de ouro / Abstract: In this work, nanocoposites of polyaniline emeraldine salt (PAni-ES), organophilic montmorillonite clay (MMTO) and sodium (Na+-MMT) and gold nanoparticles (AuNPs) were obtained through the techniques of Langmuir-Blodgett (LB) and Layer-by-Layer (LbL). The materials were deposited on various solid substrates and characterized by spectroscopic and microscopic methods, in order to ascertain the interaction and synergy between the materials involved. Satisfactory results were obtained by the methods of characterization of the films by ultraviolet visible (UV-vis), Fourrier transform Infrared spectroscopy (FTIR), Raman spectroscopy and atomic force microscopy (AFM), showing the efficiency in the process of obtaining nanocomposites through the LbL and LB techniques. In general, the results demonstrated influences the properties of the clays in the PAni-ES altering the condutivity thereof. Although the clays decreased the conductive properties of PAni-ES, but still is a good feature observed the presence of clays decreased the conductive properties of PAni-ES, but still is a good feature observed the presence of clay in the nanocomposite films to maintain their properties during electrochemical processes. Morphological analysis by AFM shows interesting characteristics for the films of polymer-clay nanocomposites, with less rough and consequently thinner films. The nanostructure films were evaluated how sensing unit from the electrochemical methods, by cyclic voltammetry (CV) and square wave anodic stripping voltammetry (SWASV). Aiming the application for the environmental area to detect metal ions of copper, lead and cadmium (cu2+, Pb2+ e Cd2+). The insertion of tiolateds gold nanoparticles (AuNPs) favors the increase in conductivity of the films, thus promoting the catalytic activity of the sensors. Consequently increase the sensibility and lower limit of detection when compare to the films absent of gold nanoparticles / Doutor

Made available in DSpace on 2016-01-13T13:27:53Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2015-05-14. Added 1 bitstream(s) on 2016-01-13T13:33:23Z : No. of bitstreams: 1 000853087.pdf: 5125672 bytes, checksum: 1ed41b897658f98e02e14dadd491d82a (MD5) / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) / Neste trabalho nanocompósitos de polianilina sal esmeraldina (PAni-ES), argilas montmorilonitas organofilica (MMTO) e sódica (MMT-Na+) e nanopartículas de ouro (AuNPs) foram obtidos através das técnicas de fabricação de filmes nanoestruturados, Langmuir-Blodgett (LB) e Layer-by-Layer (LbL). Os materiais foram depositados em diferentes substratos solidos, e caracterizados através de métodos espectroscópicos e microscópicos, a fim de verificar as interações entre os materiais envolvidos. Resultados obtidos através das caracterizações por ultravioleta visível (UV-vis). Infravermelho com transformada de Fourrier (FTIR), Raman e microscopia de força atômica (AFM), indicaram a eficiência no processo de obtenção de nanocompósitos através das técnicas LB e LbL. Mais especificamente, os resultados espectroscópicos indicaram que as interações das argilas e/ou AuNPsMES, influenciam principalmente nas propriedades condutoras da PAni-ES. Por outro lado, rseultados de difratometria de raio X (XRD) indicaram a formação de nanocompósitos através da intercalação dos materiais nos espaços interlamentares da argila. Análises morfológicas por AFM revelaram que a sinergia entre os materiais favorece a obtenção de filmes menos rugosos e homogêneos. Os filmes nanoestruturados em diferentes arquiteturas foram avaliados como unidades sensoriais, através de métodos eletroquímicos por voltametria cíclica (VC) e voltametria de onda quadrada por redissolução anódica (SWASV). Visando à aplicação para área ambiental na detecção de íons metálicos de cobre, chumbo e cádmio (Cu2+, Pb2+ e Cd2+). A inserção das nanopartículas de ouro tioladas (AuNPs.MES) favoreceram em um aumento na condutividade dos filmes, promovendo melhor atividade catalítica para os sensores. Consequentemente, aumentando a sensibilidade e atingindo menores valores de limite detecção (LD), quando compacto aos filmes ausentes de nanopartículas de ouro / In this work, nanocoposites of polyaniline emeraldine salt (PAni-ES), organophilic montmorillonite clay (MMTO) and sodium (Na+-MMT) and gold nanoparticles (AuNPs) were obtained through the techniques of Langmuir-Blodgett (LB) and Layer-by-Layer (LbL). The materials were deposited on various solid substrates and characterized by spectroscopic and microscopic methods, in order to ascertain the interaction and synergy between the materials involved. Satisfactory results were obtained by the methods of characterization of the films by ultraviolet visible (UV-vis), Fourrier transform Infrared spectroscopy (FTIR), Raman spectroscopy and atomic force microscopy (AFM), showing the efficiency in the process of obtaining nanocomposites through the LbL and LB techniques. In general, the results demonstrated influences the properties of the clays in the PAni-ES altering the condutivity thereof. Although the clays decreased the conductive properties of PAni-ES, but still is a good feature observed the presence of clays decreased the conductive properties of PAni-ES, but still is a good feature observed the presence of clay in the nanocomposite films to maintain their properties during electrochemical processes. Morphological analysis by AFM shows interesting characteristics for the films of polymer-clay nanocomposites, with less rough and consequently thinner films. The nanostructure films were evaluated how sensing unit from the electrochemical methods, by cyclic voltammetry (CV) and square wave anodic stripping voltammetry (SWASV). Aiming the application for the environmental area to detect metal ions of copper, lead and cadmium (cu2+, Pb2+ e Cd2+). The insertion of tiolateds gold nanoparticles (AuNPs) favors the increase in conductivity of the films, thus promoting the catalytic activity of the sensors. Consequently increase the sensibility and lower limit of detection when compare to the films absent of gold nanoparticles

Orientadores : Edson Moschim, Pierre Kaufmann / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-03T23:34:09Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Melo_ArlineMaria_M.pdf: 3282082 bytes, checksum: b86f333461ecb6dbb01fbba84729fdb8 (MD5) Previous issue date: 2004 / Mestrado / Energia Eletrica / Mestre em Engenharia Elétrica

Essa tese apresenta uma metodologia para calcular os níveis confinados de energia e suas respectivas funções de onda em estruturas de poços quânticos usando o método de matriz de transferência (TMM). Este trabalho visa prover ferramentas para a estimação de absorção devido a transições interbanda e intersubbanda em fotodetectores infravermelhos a poços quânticos (QWIPs). O uso de fotodetectores desse tipo tem se intensificado nos últimos anos, principalmente em imageadores infravermelhos para identificação de alvos de interesse militar e civil. São estudados os conceitos básicos para o entendimento dos fenômenos quânticos que envolvem a detecção por dispositivos desse tipo. Partindo de um Hamiltoniano 8x8 utilizado para o cálculo da estrutura de bandas em materiais semicondutores, desenvolve-se um modelo que representa a dinâmica dos portadores nas bandas de valência e de condução que permite o cálculo dos níveis confinados (subbandas) e suas respectivas funções de onda. Efeitos de não-parabolicidade, tensão/compressão e segregação de compostos são considerados no modelo. A solução numérica das equações diferenciais envolvidas é feita utilizando-se o método de matriz de transferência, que é adaptado para acomodar qualquer perfil de potencial devido à combinação de camadas de compostos semicondutores. Foram desenvolvidos programas para realizar o cálculo das variáveis em discussão. Os resultados obtidos demonstraram uma boa concordância com aqueles reportados na literatura e com medidas realizadas em laboratório em dispositivos reais. A partir dos resultados, estuda-se o efeito das incertezas nos parâmetros dos materiais semicondutores no cálculo em questão. Erros que variam de 0.2 a 5%, dependendo da estrutura, permitem concluir que método desenvolvido pode ser utilizado no projeto de QWIPs com estruturas complexas.

Este trabalho apresenta a caracterização eletro-óptica de fotodetectores para o infravermelho operando nas janelas atmosféricas de ondas médias e longas. Utilizou-se sensores QWIP (Quantum Well Infrared Photodetector) baseados em estruturas semicondutoras de poços quânticos múltiplos de GaAs/AlGaAs e InGaAs/AlInAs, utilizando transições intrabanda. As estruturas semicondutoras foram crescidas pela técnica de Epitaxia de Fase Vapor de compostos Metalorgânicos (MOVPE). As amostras foram medidas na geometria de guia de onda com incidência da radiação a 45 pela borda do substrato. Os dispositivos foram caracterizados quanto sua corrente de escuro e responsividade a 77K. A responsividade foi determinada por dois métodos: usando um simulador de corpo negro como padrão de fonte luminosa e por comparação com um detector comercial de resposta conhecida. A responsividade de ambos os detectores foi determinada como uma função da tensão aplicada. O QWIP de Al0,27Ga0,73As/GaAs apresenta um pico de resposta em torno de ?p = 9,1 ?m e o QWIP de In0,53Ga0,47As/Al0,52In0,48As um pico de resposta em torno ?p = 4,1 ?m.

Esta tese apresenta uma proposta de metodologia para simulação de Fotodetectores Infravermelhos a Poços Quânticos, empregando-se o programa ATLAS. O ATLAS é um programa comercial, que realiza a simulação das características elétricas, ópticas e térmicas de dispositivos semicondutores. Este trabalho apresentou a simulação das estruturas que fazem parte de um dispositivo monolítico capaz de detectar, simultaneamente, nas faixas do infravermelho próximo (near infrared - NIR), médio (medium-wave infrared - MWIR) e distante (long-wave infrared - LWIR).

Esta dissertação apresenta uma configuração experimental para medida do espectro de detecção de fotodetectores a poços quânticos que operem na faixa do infravermelho do espectro eletromagnético, nos comprimentos de onda entre 0,7 ?m e 15 ?m. Foram empregados 23 equipamentos diferentes, visando obter a espectroscopia de fotocorrente gerada por fotodetectores com uma resolução de 2 fA, em um ambiente com pressão inferior a 10-3 torr, com temperaturas entre 10 K e 100 K, com a aplicação de diferentes tensões de polarização e com resolução espectral de 1nm. Para realização das medidas foi utilizado um fotodetector a poços quânticos (QWIP) capaz de detectar comprimentos de onda nas faixas do infravermelho próximo (NIR), médio (MWIR) e distante (LWIR), simultaneamente. O arranjo experimental proposto é capaz de gerar radiação na faixa desejada, difratar nos comprimentos de onda de interesse, direcionar a radiação aos detectores, amplificar o sinal gerado pelos detectores e comparar as medidas de fotocorrente obtidas. Os resultados obtidos demonstraram elevada concordância com os modelos teóricos existentes na literatura. O domínio sobre as técnicas de caracterização de sensores é fundamental para independência tecnológica da Força Aérea Brasileira na medida em que possibilita a compreensão e adequada utilização dos diferentes dispositivos operacionais empregados.

Este trabalho foi realizado como uma aplicação do Método "Element-Free Galerkin Interpolante" (MEFGI) na resolução da equação de Schroedinger para o cálculo dos autovalores e autovetores em modelos de sensores de infravermelho baseados em poços quânticos e pontos quânticos. O estudo de sensores de infravermelho através de modelos computacionais envolve a utilização de métodos numéricos. Nesse contexto, a avaliação da robustez do método utilizado deve ser realizada de forma que se conheçam as limitações do método aplicado e as características das soluções obtidas. O MEFGI possui uma série de parâmetros de controle, cada qual exercendo certa influência na solução. Este trabalho completa trabalhos encontrados na Literatura especializada, provendo informações relevantes na escolha dos parâmetros de controle do MEFGI, sendo esses: as funções peso, a ordem da base polinomial, o número de conectividade, a ordem de integração e o parâmetro de singularização. Cabe ressaltar que consideramos meios heterogêneos e avaliamos as técnicas para tratar as interfaces entre diferentes materiais. Os resultados aqui descritos servirão como referência para futuras aplicações do MEFGI e contribuirão para o avanço no amadurecimento do método. Na realização deste trabalho foi gerado um produto de software desenvolvido no paradigma orientado a objetos. De forma a obter uma análise consistente, o valor dos níveis de energia e funções de onda são calculados tanto em problemas quânticos simples que contém soluções analíticas como para modelos reportados na Literatura especializada. Por fim, é avaliado o espectro de absorção tanto para modelos da Literatura como para dados obtidos experimentalmente de sensores desenvolvidos pelo Instituto Nacional de Ciência e Tecnologia para Dispositivos Semicondutores (INCT-DISSE). Para todos os modelos avaliados comparamos também as soluções obtidas com o uso do Método dos Elementos Finitos (MEF). Nos resultados obtidos observamos que as funções de onda são sempre bem representadas. Notamos algumas oscilações na derivada das funções de onda, e estas diminuem com o aumento da ordem da base polinomial. Em todos os casos avaliados, conseguimos definir um conjunto de valores para os parâmetros de controle onde a solução se mantém com um erro abaixo do erro obtido com o MEF. Ainda, conseguimos definir uma relação direta entre alguns dos parâmetros de forma tal que o usuário possa escolher apenas a função peso e a ordem da base polinomial. Os demais parâmetros podem ser ajustados automaticamente em função destas escolhas, mantendo a solução com níveis de erro inferiores aos erros obtidos com uso do MEF. Isto torna a aplicação do MEFGI semelhante à aplicação do MEF, onde o usuário escolhe apenas a ordem e o tipo do elemento a ser utilizado. Para assegurar a correta escolha da ordem da base polinomial fornecemos informações relevantes sobre o impacto desse parâmetro na solução. Quanto a escolha da função peso é evidenciado que estas não causam grande impacto na solução. Outras conclusões também foram extraídas sobre cuidados com a simplificação do domínio de estudo e os impactos de duas aproximações para a força de oscilador na obtenção do espectro de absorção do sensor.