Nesta dissertação apresentamos os conceitos e ferramentas necessárias para análise do comportamento da função resposta dielétrica de meios dielétricos, levando em conta efeitos da temperatura. Nos primeiros capítulos apresentamos uma breve revisão da literatura especializada, expondo alguns modelos que foram propostos para a descrição da função resposta dielétrica. A seguir apresentamos alguns modelos teóricos encontrados na literatura que incorporam efeitos da temperatura à resposta dielétrica. Considerando o modelo proposto por Dissado-Hill, mostramos que os efeitos da temperatura podem ser incorporados aos parâmetros (m) e (n) que caracterizam o modelo. / In this work we present the concepts and tools required to analyze the behavior of the dielectric response function of dielectric media, taking into account the effects of temperature. In the early chapters, we present a brief review of the literature, exposing some models that have been proposed to describe the dielectric response function, then we include the presentation of some models found in the literature that incorporate the effects of temperature to dielectric response for some materials. In order to include the effects of temperature in the dielectric response of interest materials for electronic (such as ceramics), we assuming the Dissado-Hill model, and show that the effects of temperature may be included in the parameters (m) and (n) that characterizing the model.

Nesta dissertação apresentamos os conceitos e ferramentas necessárias para análise do comportamento da função resposta dielétrica de meios dielétricos, levando em conta efeitos da temperatura. Nos primeiros capítulos apresentamos uma breve revisão da literatura especializada, expondo alguns modelos que foram propostos para a descrição da função resposta dielétrica. A seguir apresentamos alguns modelos teóricos encontrados na literatura que incorporam efeitos da temperatura à resposta dielétrica. Considerando o modelo proposto por Dissado-Hill, mostramos que os efeitos da temperatura podem ser incorporados aos parâmetros (m) e (n) que caracterizam o modelo. / In this work we present the concepts and tools required to analyze the behavior of the dielectric response function of dielectric media, taking into account the effects of temperature. In the early chapters, we present a brief review of the literature, exposing some models that have been proposed to describe the dielectric response function, then we include the presentation of some models found in the literature that incorporate the effects of temperature to dielectric response for some materials. In order to include the effects of temperature in the dielectric response of interest materials for electronic (such as ceramics), we assuming the Dissado-Hill model, and show that the effects of temperature may be included in the parameters (m) and (n) that characterizing the model.

É descrito um sistema automatizado para a realização de medidas elétricas em materiais dielétricos. Um microcomputador é responsável pelo controle e programação da temperatura da amostra, aquisição dos dados experimentais e apresentação e armazenamento dos resultados. O controle de temperatura permite aquecer e resfriar amostras a taxas constantes, manter a temperatura constante, superpor a esses processos uma variação senoidal de temperatura e ainda programar aquecimentos com taxas não lineares. Por esta versatilidade, o sistema permite realizar vários tipos de medidas elétricas tais como; corrente termo estimuladas em circuito fechado e aberto, correntes de absorção e correntes piroelétricas. Mostra-se o desempenho do sistema e alguns resultados de medidas elétricas em polímeros. / We describe an automatic system for electrical measurements in dielectric samples. The system is based on an Apple-like microcomputer, responsible for controlling and programming the sample temperature, data acquisition, display and storage. The temperature control allows heating and cooling samples at fixed rates, over which a superimposed sinusoidal perturbation may be applied, and also, non linear heating rates can be generated. Because of this versatility, the system allows many types of electrical measurements, just like thermal stimulated currents, thermal stimulated discharges, absorption currents and pyroelectric currents. We show the performance of the system and some results of practical measurements in polymers.

Orientador: Attilio Jose Giarola / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica / Made available in DSpace on 2018-07-21T04:50:58Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Farias_RubemGoncalves_D.pdf: 4919440 bytes, checksum: b1de0f48bcc2c33d3a0d7ba634fc4899 (MD5) Previous issue date: 1996 / Resumo: A formulação para diferenças finitas no domínio do tempo (FDTD), aplicada a plasma magnetizado segundo direção arbitrária, é desenvolvida para aplicação em dispositivos dielétricos em duas (2D-FDTD) e três dimensões (3D-FDTD). A ênfase é dada no processo de cálculo iterativo da convolução entre o campo elétrico e o tensor susceptibilidade elétrica do plasma magnetizado. Também, são propostos diversos tipos de dispositivos para propagação de sinais na banda milimétrica. O método é aplicado a estruturas controladas por plasma. Este plasma pode ser induzido por um feixe áptico sobre uma película semicondutora, depositada sobre o guia. Neste caso, as características de propagação do guia são controladas por um feixe áptico com energia apropriada. Esse plasma também pode ser estabelecido em semicondutor por dopagem. Neste tipo de dispositivo, o núcleo do guia é totalmente preenchido com plasma. Nesta opção, a propagação dos campos de RF é controlada por um campo magnetostático. Alguns dispositivos com guias singelos e acoplados são analisados. Observa-se então a possibilidade de controle efetivo de fase e acoplamento, assim como o controle na faixa de operação de modo único, notadamente nos guias opticamente controlados. Devido à carência de dados na literatura especializada, são estabelecidos critérios para discretização graduada e rigorismo nos testes de convergências propostos. Diversos tipos de dados são utilizados para essa finalidade. Obtém-se, então, uma espécie de perfil de discretização, o qual é aplicado aos demais dispositivos / Abstract: A finite-difference in the time domain (FDTD) formulation is developed for plasmas magnetized along an arbitrary direction and applicable to two dimensions (2D-FDTD) and to three dimensions (3D-FDTD) dielectric devices. Emphasis is given to the iterative calculation of the convolution between the electric field vector and the electric susceptibility tensor of the magnetized plasma. Various types of devices are also proposed for the propagation of signals in the millimeter-wave band. The method is applied to structures controlled by plasma. This plasma may be induced by an optical beam applied to a semiconductor layer deposited on the waveguide. In this case, the propagation characteristic of the waveguide is controlled by an optical beam with appropiate energy. This plasma may also also be introduced in the semiconductor by means of doping. For these devices the waveguide core is completely filled with plasma. With this option the propagation of the RF fields is controlled by a static magnetic field. Some devices with single and coupled waveguides are analyzed. The possibility of an effective control of phase and coupling, as well as the operating bandwidth with a single mode was examined, particularly with optically controlled waveguides. Due to the lack of data in the specialized literature, gradual discretization criteria and rigorous tests of convergence are proposed. Various types of data are used to accomplish this objective. As a result, a kind of discretization profile is obtained and is applied to the remaining devices / Doutorado / Doutor em Engenharia Elétrica

Orientadores: Vitor Baranauskas, Gilberto Matos Gualberto / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-07-27T14:51:56Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Gouveia_MariadeFatimade_M.pdf: 11303770 bytes, checksum: 2e3034a1625dee9172e3bbc116e94cc5 (MD5) Previous issue date: 2000 / Resumo: Filmes fmos de pentóxido de tântalo (Ta20S) foram crescidos por processo de oxidação anódica, visando sua aplicação como material dielétrico. Os filmes de Ta20S foram obtidos a partir de filmes fmos de tântalo e nitreto de tântalo depositados por sputtering e sputtering reativo com nitrogênio, respectivamente. Utilizamos para o processo de oxidação um sistema contendo uma célula eletrolítica, fonte de corrente contínua, eletrólito diluído de ácido cítrico e catodo inerte de tântalo. Os principais parâmetros de controle nesse processo são a densidade de corrente e a tensão de anodização. A fim de avaliar as propriedades dielétricas dos filmes de Ta20S, foram construídos capacitores de filme fmo de TaJTa20s/AI e TaNxlTa20s/AI, utilizando técnicas de fotolitografia e corrosão úmida. Apresentamos para esses capacitores, resultados de capacitância, corrente de fuga e fator de dissipação / Abstract: Tantalum pentoxide (Ta20S) thin films were grown by an anodic oxidation process, aiming at its application as a dielectric material. Ta20S films were obtained from tantalum and tantalum nitride deposited by sputtering and nitrogen reactive sputtering. The experimental system for oxidation process has an electrolytic cell, a direct current power supply, a dilute citric acid solution and an inert tantalum cathode. The main control parameters for the anodic oxidation process are the current density and anodization voltage. In order to evaluate the Ta20S dielectric characteristics, Ta/Ta20s/AI and TaNx/Ta20s/AI capacitors were built using photolithography and wet etching techniques. We discuss the capacitance, leakage current, and dissipation factor measurements for these capacitors / Mestrado / Mestre em Engenharia Elétrica

Orientador: Gaston E. Barberis / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Fisica Gleb Wataghin / Made available in DSpace on 2018-07-14T19:50:18Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Mello_DeniseFernandesde_M.pdf: 1047101 bytes, checksum: 2332b977cc57d1bf68ab5f50e904f076 (MD5) Previous issue date: 1988 / Resumo: Usando o método semi-empírico "Tight Binding", aproximação de primeiros vizinhos e uma base sp3s*, onde s* é um pseudo estado excitado, o qual substitui os estados excitados de outras interações (modelo de Vogi), recalculamos a estrutura de bandas de 16 semicondutores com estrutura zincblenda e aplicamos o método para CdTe. A partir da estrutura de bandas, calculamos então, vacâncias ideais nesses mesmos semicondutores, assim como a parte imaginária da função dielétrica. Calculamos também as bandas de valência do composto iônico NaCl. Os resultados mostraram-se em boa concordância com resultados experimentais e teóricos obtidos por outros métodos, o que é altamente satisfatório, visto que com os demais modelos "Tight Binding" não era possível obter resultados realísticos para a maioria das propriedades / Abstract: Using the Vogi¿s model for the semi-empirical Tight Binding method, we have recalculated the band structure of 16 semiconductors with zincblenda structure and that for CdTe. Using these band we have calculated the density of states, ideal vacancies and the imaginary part of the dielectric function for these compounds. The valence bands of the ionic compound NaCl have been also calculated. The results are very satisfactory and in good agreement with experiments and others calculations / Mestrado / Física / Mestre em Física

Orientador: Carlos Alberto da Silva Lima / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Fisica Gleb Wataghin / Made available in DSpace on 2018-07-15T00:25:40Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Orea_AlfredoCruz_M.pdf: 1280191 bytes, checksum: 9fb2cb7ec2d819b91f25efc115273454 (MD5) Previous issue date: 1985 / Resumo: Nesta Tese, abordamos alguns aspectos do fenômeno da descarga óptica num gás, especificamente relacionados com o estabelecimento da ruptura dielétrica no mesmo. Nosso trabalho usa um tratamento do processo de ruptura que incorpora efeitos que, ate então, não o haviam sido, em trabalhos desenvolvidos sobre o tema. Assim, ao desenvolvermos a equação de balanço energético, a partir da qual pudemos determinar o fluxo de energia eletromagnética crítico (intensidade crítica do feixe de laser Jcr) capaz de iniciar o processo de ruptura, introduzimos os efeitos que a presença do campo intenso acarreta nos parâmetros relevantes para o estabelecimento do processo, tais como efeitos sobre a energia de ionização atômica e efeitos sobre a freqüência efetiva de colisões eletron-caroço positivo, no gás, que levam a absorção de energia do campo pelos elétrons através do processo de bremsstrahlung inverso. A incorporação destes efeitos, que são explicitamente abordados na Tese, levou a predição de Jcr, em função da pressão p, usando uma estimativa da densidade eletrônica ne, no volume de ruptura que, embora tenha resultado em Jcr(p) qualitativamente correta, exigiu revisão para se obter melhor ajuste quantitativo com os dados experimentais disponíveis. Isto nos levou ao levantamento fenomenológico de ne(p) = a(p) n{p), onde n(p) é a densidade atômica (atomos/cm3) no gás, a uma pressão p. A relação a(p) é determinada pelo balanço, dentro do volume focal, entre ganho (produção pelo processo de ionização multifotônica + avalanche (ionização por impacto+bremsstrahlung inverso através de sucessivas gerações)) e perda eletrônica (governada pela ação de diversos mecanismos de perda, seja de energia - impactos não-ionizantes - seja, mesmo, de elétrons - fugas da região focal, recombinação, etc.). Compreende-se, assim, a enorme complexidade do problema de tentar obter a(p) a partir de primeiros princípios, o que levou-nos a buscar sua determinação com base nas medidas experimentais existentes para Jcr. Com tais valores de a(pi), gerou-se, por ajuste de curva, com auxilio de um computador, a função a(p). Pudemos, assim, estabelecer a predição teórica da potência crítica de laser necessária para induzir a ruptura, em função da pressão do gás, levando em conta os efeitos do laser sobre os parâmetros do gás atômico / Abstract: Gas breakdown, steady-state maintenance and continuous generation of low-temperature plasma and propagation of the plasma fronts are important subjects of past and current research on laser induced gas discharges. This Thesis is concerned with some aspects of the laser induced dielectric breakdown in a gas. We have specifically addressed the question of the onset of the breakdown process. In dealing with the equation describing the energy balance between the laser delivered energy and the energy consumption to establish the avalanche produced discharge plasma, we have introduced new features that had not been considered previously. We refer to accounting for thellaser induced effects upon the atomic ionization threshold and upon the effective rate of collisions leading to inverse bremsstrahlung. Their influence upon the threshold laser intensity Jcr needed to produce the gas breakdown is fully explored. This led to a Jcr vs. gas pressure p prediction that qualitatively described the experimental data available for atomic hydrogen breakdown under rubi laser irradiation. However, for a better description, it turned out that an assumed estimate of the electronic density within the breakdown volume had to be revised. In fact, we had to resort to a phenomenological estimate of ne(p) = a(p) n(p), where n(p) is the gas atomic density (atoms/cm3) at pressure p. The pressure dependence of a(p) depends upon the balance, within the focal volume, between electronic gain (electronic production by multiphoton ionization initiated avalanche - impact ionization+inverse bremsstrahlung through many generations) and electronic loss, (due to various loss mechanisms both of electronic energy - non-ionizing impacts - and of electrons themselves - recombination, electronic runaway, etc.). The formidable task of trying to produce a(p) on first principles treatment of such processes, including laser effects upon them, was for the moment out of question so we decided to calculate a(pi) values based on the experimental data available for threshold fluxes. These a(Pi) values were computer fitted to obtain the function a(p) which was then used to establish the theoretical prediction of the critical laser power needed to induce the gas breakdown, as a function of the gas pressure, with due account taken of the laser effects upon the relevant atomic gas parameters / Mestrado / Física / Mestre em Física

Orientador: Leonardo de Souza Mendes / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-07-24T05:09:21Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Venturini_FredericoPina_M.pdf: 3741789 bytes, checksum: 799bd673fdd878f0b75e06381064ce35 (MD5) Previous issue date: 1998 / Resumo: Apresentamos neste trabalho a formulação do método das diferenças finitas no domínio do tempo (FDTD) para a análise das características de propagação de estruturas dielétricas planares bidimensionais (guia slab e acoplador direcional). Uma solução direta das equações de Maxwell dependentes do tempo é procurada, substituindo-se as derivadas parciais contidas nos operadores diferenciais por diferenças finitas. Para isso é necessário realizar inicialmente a discretização espacial e temporal do problema, em células e passos discretizados de tempo, respectivamente, obtendo-se as equações de diferenças finitas que simularão a propagação da onda desejada. A formulação foi desenvolvida para análise de materiais lineares não dispersivos. É feito inicialmente um estudo teórico das características das estruturas analisadas e do método FDTD, apresentando-se em seguida os resultados obtidos nas simulações realizadas / Abstract: In this a finite-difference time-domain method formulation to the analysis of propagation characteristics in bidimensional dielectric planar structures (slab waveguide and directional coupler) is presented. A direct solution of Maxwell¿s equations is searched, replacing the partial derivative enclosed in the differential operators by finite differences. To reach this solution it is necessary to discretize space and time, in the form of space cells and time steps, respectively, to obtain the finite difference equations that will simulate the wave propagation desired. The formulation was developed to analyze linear nondispersive materials. The theoretical aspects involved in the analysis of the structures and the FDTD method are initially discussed and then the results obtained in the simulations are presented. / Mestrado / Mestre em Engenharia Elétrica

Submitted by Edisangela Bastos (edisangela@ufpa.br) on 2018-03-21T18:10:49Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Tese_MetodoRigorosoDiferencas.pdf: 3746532 bytes, checksum: 065c4136c683a2891a8a934d72c4f2b6 (MD5) / Approved for entry into archive by Edisangela Bastos (edisangela@ufpa.br) on 2018-03-22T18:26:52Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Tese_MetodoRigorosoDiferencas.pdf: 3746532 bytes, checksum: 065c4136c683a2891a8a934d72c4f2b6 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-03-22T18:26:52Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Tese_MetodoRigorosoDiferencas.pdf: 3746532 bytes, checksum: 065c4136c683a2891a8a934d72c4f2b6 (MD5) Previous issue date: 1992-07-13 / CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Uma formulação rigorosa, geral e versátil, das diferenças finitas para a análise das características de propagação de estruturas onde o elemento básico constitutivo é o guia de onda dielétrico, é apresentada. Nesta formulação, o método das diferenças finitas é usado na solução numérica da equação de onda escalar, escrita em termos das componentes transversais do campo magnético. Como resultado, um problema de autovalores convencional é obtido sem a presença de modos espúrios (observada em formulações anteriores), devido à inclusão implícita do divergente do campo magnético igual a zero. A formulação foi desenvolvida para incluir dielétricos anisotrópicos biaxiais, com perfil de índice de refração variando arbitrariamente na seção transversal do guia. As características de dispersão, para estruturas envolvendo o guia de onda dielétrico isolado e acoplado a outro(s), são calculadas. O desenvolvimento teórico, assim obtido, foi usado para resolver problemas particulares, e os resultados têm mostrado boa concordância com aqueles obtidos usando-se outros métodos. Resultados foram obtidos para uma variedade de estruturas de guiamento de ondas, de grande interesse, particularmente para o desenvolvimento de óptica integrada. / A rigorous, general and versatil finite-difference formulation for the analysis of the propagation characteristics in structures, having the dielectric waveguide as the basic element, is presented here. In this formulation, the finite-diff erence method is used in the numerical solution of the scalar wave equation, written in terms of the transverse components of the magnetic field. As a result, a conventional eigenvalue problem is obtained without the presence of spurious modes (present in previous formulations), due to the implicit inclusion of the divergence of the magnetic field equal to zero. The general case of biaxial anisotropic dielectrics is considered, with the refractive index profile varying arbitrarily in the waveguide cross section. Dispersion characteristics for isolated and parallel coupled dielectric waveguides are calculated. The theoretical development was then used to solve particular problems and the results agree with those available from other methods. Results were obtained for a variety of guiding wave structures, of much interest, particularly for the development of integrated optics.

É apresentado neste trabalho um novo método de carga de filmes dielétricos com descarga corona, no qual a corrente de carga da amostra é mantida constante durante a deposição dos íons, enquanto o potencial de superfície é medido pela técnica do capacitor vibrante. O método foi aplicado no estudo de transporte e armazenamento de portadores em polímeros, principalmente no Teflon FEP e PVDF. No Teflon FEP carregado com corona positiva e negativa, a superfície do material exerce um papel predominante. O transporte de elétrons é dominado pelos traps de volume. Para a corona positiva a injeção é controlada pelo trapping e detrapping das armadilhas superficiais. No PVDF os resultados obtidos são razoavelmente independentes da polaridade da descarga corona. Para baixos campos elétricos o potencial de superfície parece ser determinado pela condutividade do material, perturbado pela existência de uma polarização de volume. / A new method of charging dielectric films with corona current is presented here, the sample charging current being keept constant during the deposition, while the surface potential is measured by vibrating capacitor technique. The method was applied to study the carrier transport and storage in polymers, mainly in Teflon FEP and PVDF. For positive and negative corona in Teflon FEP, the surface plays an important role. The electron transport is dominated by bulk traps. For positive corona injection into the volume is controlled by surface trapping and detrapping. For PVDF the results are almost independent of the current polarity. For low electrical fields, the results indicate that the surface potential is determined by the material conductivity, perturbed by the build up of a bulk polarization.