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.

Guias de onda de luz foram fabricados por difusão térmica de Titânio em substratos de LiNbO3. Os índices efetivos dos modos guiados foram medidos usando o método de acoplamento por prismas e a equação de onda resolvida numericamente usando a aproximação WKB. Profundidade de difusão, variação máxima do índice de refração e o perfil da concentração de Titânio são calculados para um guia que suporta três modos TE / Optical waveguides have been fabricated by thermal diffusion of Titanium into LiNO3 substrate. The effective indices of guided modes have been measured using a prism coupling method and the wave equation has been solute numerically using the WKB approximation. The diffusion depth, maximum refractive index change and titanium concentration profited was calculated for one waveguide that support three TE modes

Nos últimos anos tem sido grande o interesse na tecnologia de fabricação de cerâmicas cossinterizadas a baixas temperaturas (LTCC – Low Temperature Cofired Ceramics), usualmente inferiores a 1000 °C, para fabricação de dispositivos microeletrônicos multicamadas a partir de substratos cerâmicos e vitrocerâmicos. Além do considerável progresso nas comunicações wireless, a indústria eletrônica tem demandado miniaturização, multifuncionalidade e compactação de circuitos e componentes de última geração. Com esse propósito, busca-se desenvolver substratos, sinterizados a baixa temperatura, com baixa perda dielétrica e retração controlada. O diopsídio (CaO.MgO.2SiO2) é considerado de grande potencial para uso como substrato na referida tecnologia para aplicações em altas frequências, pois apresenta baixa constante dielétrica e capacidade de ser sinterizado a temperaturas relativamente baixas. Assim, o objetivo do presente trabalho foi a obtenção de substratos vitrocerâmicos conformados por tape casting a partir de pó de vidro com a composição do diopsídio, passando por tratamentos térmicos de sinterização e cristalização, avaliando o comportamento da retração durante a sinterização para diferentes distribuições de tamanho de partícula. Para isso, fizeram-se moagens do vidro em álcool isopropílico durante 6, 12 e 24 h, em seguida suspensões cerâmicas de pó vítreo foram preparadas e caraterizadas reologicamente buscando-se a máxima concentração de sólidos para a colagem das fitas cerâmicas. Para esse trabalho foi construída uma máquina de tape casting para conformação de fitas finas a partir de suspensões de vidro diopsídio. As fitas coladas foram sinterizadas em tratamentos não isotérmicos com uma taxa de aquecimento de 5°C/min e a retração linear das fitas foi caracterizada simultaneamente. Curvas de retração e densificação foram calculadas usando o modelo de Clusters de sinterização de vidros por escoamento viscoso com cristalização concorrente, e comparadas com os valores experimentais. Finalmente, foram avaliadas as características físicas, térmicas, microestruturais e dielétricas das fitas sinterizadas. A melhor distribuição de tamanho de partícula foi a representada pelo D50 = 5,7 μm, que apresentou as melhores condições reológicas e de dispersão em barbotinas, sendo possível preparar suspensões com concentração de até 49 %vol de sólidos e fitas de espessura acimas de 1 mm. A retração linear ao término da sinterização variou de acordo com a densidade de empacotamento, que por sua vez depende da concentração inicial de sólidos. A maior concentração e densidade de empacotamento foram obtidas para a distribuição de maior tamanho de partícula (D50 = 13,4 μm) e apresentou uma retração linear de 14%. O substratos de diopsídio sinterizado e totalmente cristalizado de 1 mm de espessura e 14% de porosidade apresentou constante dielétrica de 5,3 e perdas dielétricas menores que 0,008 para uma frequência de 30 GHz. Os resultados demostram que o material obtido a partir do processo de manufatura desenvolvido tem grande potencial de inovação. / In recent years there has been a great deal of interest in Low Temperature Cofired Ceramics (LTCC) manufacturing technology, usually below 1000°C, for the manufacture of multilayer microelectronic devices from ceramic and glass-ceramic substrates. In addition to the considerable progress in wireless communications, the electronics industry needs miniaturization, multifunctionality, and integration of the latest components and circuits. Therefore, it is sought to develop dense, sintered at low-temperature substrates, with low loss dielectric and controlled shrinkage. The diopside (CaO.MgO2.SiO2) has a great potential for use as a substrate for LTCC technology for high-frequency applications since it presents low dielectric constant and the capacity of sintered at low temperatures. The aim of this work was to obtain glass-ceramic substrates prepared by tape casting from diopside glass powder through sintering and crystallization thermal treatments, assessing the behavior of shrinkage during sintering for different particles sizes. For this purpose, the glass was milled in isopropyl alcohol for 6, 12 and 24 h, then slurries from glass powder were prepared and rheological characterized, aiming at the using the highest possible solids concentration to tape casting. It was manufactured a tape casting machine to thin tape making from diopside glass powder slurries. The tapes were sintered in non-isothermal treatments with a heating rate of 5°C/min and the linear shrinkage of the tapes was characterized in situ. Shrinkage and densification curves were calculated using the Clusters model of glass sintering with concurrent crystallization compared with the experimental values. Finally, the physical, thermal, microstructural and dielectric characteristics of the sintered tapes were evaluated. The best particle size distribution was represented by the D50 = 5.66 μm, which presented the optimal rheological and dispersion conditions in slurries, is it possible to prepare suspensions with a concentration of up to 49% volume solids and tape of the thickness of 1 mm. The linear shrinkage after sintering varied according to the green density, which in turn depends on the initial solids concentration. The highest concentration and green density were obtained for the largest particle size distribution (D50 = 13.40 μm) and showed a linear shrinkage of 14%. The sintered and fully crystallized diopside substrates of 1 mm thickness and 14% porosity showed a dielectric constant of 5.3 and dielectric losses of less than 0.008 at a frequency of 30 GHz. The results show that the material obtained has great potential for innovation.

O conhecimento das propriedades dielétricas do osso tem se mostrado importante na medicina ortopédica para aplicações em diagnóstico e tratamento da osteoporose, de fraturas, controle da osteonecrose e, também, na área de cerâmicas industriais (porcelana de osso). Neste trabalho, apresenta-se uma metodologia de avaliação das permissividades complexas de osso cortical de fêmur bovino desidratado, utilizando-se o método de impedância em uma linha de transmissão. Esta se constitui de um condutor coaxial, do tipo N, de uma porta, e um terminal aberto, que é conectado a um analisador de impedância. A faixa de freqüência considerada está compreendida entre 100 Hz e 1 MHz. Em particular, apresenta-se uma metodologia de caracterização dielétrica de osso, com ênfase nas avaliações das suas características anisotrópicas. Alguns resultados das propriedades dielétricas são comparados com os valores experimentais e teóricos disponíveis na literatura. Este procedimento é justificado, haja vista que os valores experimentais encontrados na literatura são esparsos e pontuais, quando se considera toda a faixa do espectro eletromagnético avaliado. Ressalta-se que não existe um consenso entre especialistas da área sobre a precisão e metodologia de obtenção destes. O mesmo ocorre com relação aos protocolos de medição propostos nas normas internacionais, em particular, quando se buscam padrões de avaliações de materiais biológicos sólidos. Os valores da permissividade obtidos com as medidas realizadas entre 100 Hz e 1 MHz evidenciam a presença de uma anisotropia efetiva, sendo esta característica ressaltada em freqüências da ordem de algumas dezenas de kHz. Embora o fenômeno de anisotropia não se manifeste nas faixas superiores à anteriormente mencionada, algumas medidas foram realizadas, também, numa faixa de freqüências superiores, entre 50 MHz e 3 GHz. Utilizou-se um analisador de redes conectado a um dispositivo coaxial de duas portas, visando avaliar a adequabilidade dos procedimentos de preparação do tecido ósseo na avaliação das características de materiais biológicos em altas freqüências, já que se dispunha da instrumentação necessária e de alguns resultados, obtidos na literatura, para sua validação. / The knowledge of the dielectric properties of bones has become important to orthopedic therapy, for applications in the diagnosis and treatment of osteoporosis, fractures, and osteonecrosis, as well as is the industrial ceramics field (bone china). This work proposes a methodology for the evaluation of the complex permittivity of a dehydrated cortical bone of bovine femur, using an impedance method in a transmission line. The transmission line is composed by an one-port open-ended N-type coaxial conductor, connected to an impedance analyzer. The frequency range studied was 100 Hz - 1 MHz. The methodology proposed is proper for the dielectric characterization of bone and this work emphasizes the evaluation of its anisotropic characteristics. Some dielectric properties experimentally found in this work are compared to the experimental and theoretical results available in literature, which are sparse and punctual in the considered electromagnetic spectrum. It is pointed out that there is no agreement among the experts when the subject is the proper measuring methodology and its precision. The same occurs when the subject is the measuring protocols proposed by the international standards, especially for solid biological materials. The permittivity results obtained in frequencies between 100 Hz and 1 MHz evince an effective anisotropy, which stands out in frequencies of a few tens of kHz. Although the anisotropy phenomenon does not occur in a frequency range higher than the one previously mentioned, some measures were taken in the 50 MHz - 3 GHz range for validation, based on results from literature. A network analyzer and a two-port coaxial device were then used in such measures, which aimed the evaluation of the adequacy of the procedure used in the preparation of the bone tissue in high-frequency measurements.

Considerando o potencial uso dos polímeros condutores como Materiais Absorvedores de Radiação Eletromagnética (MARE), na faixa de microondas, vários estudos têm sido realizados. Dentre as principais características desses polímeros destacam-se a sua condutividade elétrica, que pode ser modelada, a baixa massa específica e a facilidade de processamento. A proposta deste trabalho envolve o desenvolvimento de MARE flexíveis e com baixa massa específica, visando novas aplicações, onde se faz necessário um transporte mais fácil e a redução de refletividade de alvos com geometrias complexas e de difícil acesso. Neste trabalho, tecidos e nãotecidos de PET, PAN, nylon, vidro e carbono foram impregnados com a polianilina (PAni), utilizando cinco diferentes técnicas de impregnação (denominadas de direta, in situ e baseadas em formulações com resinas de poliuretano (PU) e epóxi, respectivamente, e com o poli(ácido âmico)). Os resultados de refletividade, na faixa de freqüências de 8 a 12 GHz, mostram que os MARE obtidos apresentam bons valores de atenuação da radiação (90 a 99,9% de absorção) e baixa gramatura (<1000 g/m2). Análises morfológicas obtidas por MEV revelam aspectos típicos da profundidade de impregnação e das interfaces PAni-substratos. Dentre as técnicas avaliadas, observa-se que a relativa ao uso do poli(ácido âmico) apresenta os melhores resultados de dispersão da PAni. É também verificado que as técnicas in situ e com formulações de PU também apresentam resultados promissores. Os resultados obtidos também dão subsídios para compreender o comportamento da interação onda-matéria, de forma a permitir sugestões dos possíveis mecanismos dessa interação. Os comportamentos distintos de atenuação da radiação pelos MARE processados mostram que a condutividade elétrica está relacionada com a quantidade de polímero presente nos substratos e, também, que a atenuação da onda depende da estrutura intrínseca, do formato e da espessura do material suporte, além do tipo de configuração, no caso de absorvedores multicamadas.

Atualmente, o setor produtivo vem impulsionando o interesse da comunidade científica no estudo das técnicas de transmissão/reflexão (T/R) para a caracterização de propriedades eletromagnéticas de amostras sólidas de materiais em amplas faixas de frequências. Tais propriedades são aplicáveis, por exemplo, no desenvolvimento de projetos de circuitos de micro-ondas, estudos biológicos e de materiais absorvedores de radiação eletromagnética. Neste contexto, este trabalho tem por objetivo o estudo do algoritmo de Nicolson-Ross-Weir (NRW), que associa os parâmetros de espalhamento, medidos com o auxílio de Analisadores de Redes Vetoriais (VNA), com os valores de permissividade e permeabilidade relativas complexas para amostras toroidais inseridas dentro de linhas coaxiais de ar. A metodologia de estudo consiste na implementação de uma rotina NRW computacional, desenvolvida em ambiente VEE 8.0, e validada por meio de comparação de seus resultados com aqueles obtidos de programas comerciais. O programa Agilent Co. foi empregado na extração de permissividade e permeabilidade complexas relativas para uma amostra experimental de Ferrita Mn-Mg, estudada de 50MHz a 500MHz. Modelos eletromagnéticos de simulação para uma linha coaxial de ar preenchida com amostras de Teflon, Madeira e Ferrita Virtual, estudados até 5GHz, são desenvolvidos com a ferramenta CST Microwave Studio 2008 (MWS) para auxílio no processo de validação das rotinas de correções de erros provenientes da existência de lacunas de ar longitudinais e transversais, situadas entre as extremidades das amostras e dos portas-amostra. As simulações permitem ainda o estudo de instabilidade do método NRW em faixas de frequências próximas àquelas onde o comprimento da amostra torna-se múltiplo de meio comprimento de onda do sinal eletromagnético que se propaga através dela. A conclusão do trabalho discute as divergências encontradas entre os resultados alcançados por meio da rotina implementada e os das ferramentas comerciais (Agilent Co, e MWS 2008), e também apresenta sugestões para trabalhos futuros.

Abordam-se aqui alternativas que visam tanto a melhoria na eficiência , quanto o aumento na produção de ozônio por meio de células com barreira dielétrica e geometria cilíndrica. O ozônio é gerado por meio de microdescargas que ocorrem no interior das células apresentadas, utilizando-se o oxigênio como matéria prima. Mostra-se que para uma relação ótima na geração de ozônio exige-se um estreito compromisso entre vários parâmetros. Outro ponto importante estudado neste trabalho foi que este provou a possibilidade de utilizar-se óleo como dielétrico para células geradoras de ozônio, utilizando-se o óleo ao mesmo tempo como fluído refrigerante. A fonte de alta tensão necessária para o funcionamento do sistema utilizou-se de um transformador do tipo "flyback".

Os Materiais Absorvedores de Radiação Eletromagnética (MARE) possuem características química e física que convertem a energia da onda eletromagnética incidente em energia térmica. Atualmente, esses materiais são utilizados nos setores espacial, aeronáutico, telecomunicações e médico, em aplicações que requerem o controle do nível da radiação eletromagnética. Este trabalho mostra o estudo do comportamento de MARE, obtidos via combinação adequada de substratos de materiais compósitos com matrizes epóxi e fenólica reforçadas com fibras de carbono, vidro e aramida, e revestimentos absorvedores de radiação eletromagnética, comprometidos com a faixa de freqüências entre 8 e 12 GHz. A caracterização eletromagnética dos materiais foi realizada pelo uso dos métodos de guia de onda, arco NRL, perda por inserção entre antenas e seção reta radar, que envolvem fundamentalmente a determinação do coeficiente de transmissão e reflexão do material. O material absorvedor de radiação eletromagnética foi obtido pelo uso de um aditivo magnético baseado em ferrita da classe espinélio, tipo MnZn, em matriz do tipo epóxi com concentração de 60 % em massa. O MARE obtido aplicado em uma placa metálica plana apresenta uma absorção máxima em 10 GHz, igual a -20 dB (99%) e -43 dB (99,995%) com 2mm e 3 mm de espessura, respectivamente. A absorção da radiação eletromagnética do MARE obtido foi correlacionada com os parâmetros complexos de permeabilidade e permissividade, granulometria e espectroscopia Mossbauer, onde foi verificado que a granulometria altera o comportamento de absorção. O MARE com 2 mm de espessura foi aplicado nas placas planas de materiais compósitos, onde foi determinado que o coeficiente de reflexão destes substratos foi reduzido entre -20 dB (99%) e -13 dB (95%) em 10 GHz. Quando o MARE com 2 mm de espessura foi aplicado em substratos metálicos (alumínio) com geometrias tipos diedro e triedro, foi observada uma maior redução da radiação incidente, de -25 dB (99,7%) e -30 dB (99,9%) em 10 GHz, respectivamente, devido ao efeito de múltiplas reflexões do sinal entre as faces desses alvos.

Este trabalho reporta a modelagem numérica de fibras ópticas de polímero, sensores refractométricos e filtros dicróicos operando na faixa de Terahertz (THz). Na classe de fibras são apresentados estudos teóricos de guias dielétricos cilíndricos sólidos (microwires) com casca de ar, além de tubos e fibras porosas que têm alta fração de preenchimento de ar em seu núcleo microestruturado, que resultam em baixas perdas e alto confinamento modal nas regiões de baixo índice. Também são apresentadas fibras altamente birrefringentes e, pela primeira vez, resultados para um sensor refractométrico baseado em estruturas monomodo-multimodo-monomodo (singlemode-multimode-singlemode-SMS) com aplicação em THZ, que apresenta uma sensibilidade 0,52 MHz/RIU para uma faixa de índices de refração de 1,4 a 1,5. Por fim, filtros dicróicos são estudados analítica e numericamente. Estes apresentaram boa concordância com resultados experimentais da literatura. Isto nos permitiu utilizar destes métodos numéricos para avaliar e projetar novas estruturas de filtros. Softwares comerciais, baseados em diferentes métodos numéricos foram empregados para realização das simulações.

A evolução do potencial de superfície de amostras dielétricas é calculada através da resolução de modelos teóricos pelo método numérico de diferenças finitas. São considerados os fenômenos de polarização elétrica, condutividade intrínseca, injeção de carga espacial, dissociação iônica no volume da amostra e difusão de moléculas, através da superfície da amostra, as quais podem se dissociar no volume. A subida do potencial de superfície é calculada para cada caso e também são discutidas as situações nas quais se consideram a ocorrência de dois fenômenos. Procura-se, com a ajuda dos modelos desenvolvidos, interpretar o comportamento geral da subida do potencial em função do tempo para amostras ferroelétricas (polímero PVDF-beta e copolímero P(VDF-TrFE)) e amostras não ferroelétricas (polímero PVDF-alfa). / The finite-difference method has been employed for the determination of the surface potencial buildup of dielectric samples. In the models several processes have been considered such as the electric polarization, intrinsic conductivity, space charge injection, ionic dissociation and diffusion of molecules which dissociates in the sample bulk. The surface potential has been determined for each case considering two different phenomena. The models developed throughout the work are used for interpreting surface potential buildup curves of ferroelectric materials (PVDF-beta and P(VDF-TrFE) copolymers) and also of non-ferroelectric PVDF-alfa samples.