Orientadores: Daltro Garcia Pinatti, Alan Robert Sweedler / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Fisica Gleb Wataghin / Made available in DSpace on 2018-07-14T16:07:44Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Moehlecke_Sergio_D.pdf: 3035712 bytes, checksum: e73b2945423dd5bee705b795a4e1dfc4 (MD5) Previous issue date: 1978 / Resumo: Não informado / Abstract: Not informed. / Doutorado / Física / Doutor em Ciências

Orientador: Sergio Moehlecke / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Fisica Gleb Wataghin / Made available in DSpace on 2018-09-11T20:47:20Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Scarminio_Jair_M.pdf: 2178781 bytes, checksum: aa10f87a4d21958ddb69f9b00be0c5fb (MD5) Previous issue date: 1980 / Resumo: Fizemos um estudo da dependência de temperatura crítica supercondutora (Tc) e dos parâmetros de rede cristalográfico (aR e aR) com o tempo e a temperatura, para diferentes tratamentos térmicos, nos compostos ternários Chevrel Sn-Mo-S. Observamos a existência de condições ótimas nestes parâmetros para a obtenção de um máximo em Tc e aR. Notou-se que a fase Chevrel pode ser formada apenas aquecendo-se a amostra da temperatura ambiente até a temperatura de síntese e que existe uma região de homogeneidade bem definida desta fase para tratamentos a 1100ºC. Foi obtido uma dependência linear crescente entre os parâmetros Tc e aR para as várias amostras. Alguns modelos teóricos foram confrontados com estes resultados, onde algumas interpretações podem ser feitas / Abstract: The dependence of the superconducting critical temperature (Tc) and the lattice parameters (aR and aR) on the time and temperature for differents heat treatments were here studied on the ternary Chevrel compounds Sn-Mo-S. We observe the occurrence of optimal conditions for a maximum Tc and aR. It was also noticed that the Chevrel phase can be formed by just warming up the sample from room temperature to the synthesizing temperature and the existence of a well define homogeneity range for this phase at 1100ºC. In all ours samples a linear dependence between Tc and aR were observed. Finally, a few theoretical predictions were compared with ours results where some interpretations could be made / Mestrado / Física / Mestre em Física

Orientador: Amir Ordacgi Caldeira / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Fisica Gleb Wataghin / Made available in DSpace on 2018-07-19T17:08:24Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Smith_CristianedeMorais_D.pdf: 3386003 bytes, checksum: 1cf4a79aaee05a690c49cad4a22963f3 (MD5) Previous issue date: 1994 / Resumo: Uma generalização da teoria de tunelamento quântico macroscópico é obtida visando descrever o decaimento de sistemas com mais de um grau de liberdade aprisionados em estados meta-estáveis. Inicialmente nós estudamos um dc SQUID controlado por uma corrente externa, que constitui um sistema com dois graus de liberdade quânticos interagentes acoplados ao meio que os cerca. A probabilidade de decaimento é obtida na aproximação exponencial para o caso super-amortecido. Próximo à força crítica do sistema, o decaimento do estado meta-estável é determinado por uma única solução instanton descrevendo o decaimento simétrico das fases em cada uma das duas junções Josephson. Mediante redução da força externa, um novo regime é atingido onde o instanton se separa. Um diagrama de fase em termos de temperatura e corrente é construído baseado na teoria de Landau de transições de fase. Dependendo dos parâmetros externos o sistema desenvolve uma transição de fase de primeira ou de segunda ordem para o regime de separação do instanton. Além disso, a teoria de uma corda elástica aprisionada num estado meta-estável é desenvolvida visando estudar o salto quântico de uma linha de fluxo intrinsecamente aprisionada num supercondutor em camadas. A temperatura de cruzamento separando os regimes térmico e quântico é determinada incluindo as dinâmicas massiva, dissipativa e Hall. Os cálculos são efetuados para o caso específico de um potencial periódico ligeiramente inclinado (pequena força externa) quando a aproximação de paredes finas pode ser aplicada. A taxa de decaimento é obtida nos limites não amortecido, super-amortecido e Hall: para sistemas não amortecidos e super-amortecidos, uma convencional saturação é encontrada a baixas temperaturas, enquanto que para sistemas governados por uma dinâmica puramente Hall, a taxa se anula segundo uma lei de Arrhenius com um energia de ativação reduzida devido aos efeitos quânticos. Finalmente, a teoria é generalizada visando descrever o decaimento de uma variedade elástica N-dimensional, e assim o salto de um feixe de vórtices planar (2D) e volumétrico (3D) é discutido / Abstract: The theory of macroscopic quantum tunneling is generalized in order to describe the relaxation from metastable states of systems with more than one degree of freedom. Initially we study a current biased dc SQUID which constitutes a system of two interacting quantum degrees of freedom coupled to the environment. The decay probability is obtained in the exponential approximation for the overdamped case. Close to the critical driving force of the system the decay of the metastable state is determined by a unique instanton solution describing the symmetric decay of the phases in each of the two Josephson junctions. Upon reducing the external driving force a new regime is reached where the instanton splits. The doubling of the decay channels reduces the decreasing of the decay rate in the quantum regime. A current-temperature phase diagram is constructed based on the Landau theory of phase-transitions. Depending on the external parameters the system develops either a first-or a second-order transition to the split-instanton regime. Furthermore, the theory of an elastic string trapped in a metastable state is developed in order to study the quantum creep of a single vortex-line intrinsically pinned in a layered superconductor. The crossover temperature separating thermal and quantum regimes is determined including Hall, massive and dissipative dynamics. The calculations are performed for the specific case of a slightly tilted periodic potential (small driving force) when the thin wall approximation can be applied. The decay rate is obtained in the undamped, overdamped and pure Hall limits: for undamped and overdamped systems the conventional saturation is found at low temperatures, whereas for pure Hall systems the rate vanishes following an Arrhenius law with a quantum-reduced activation energy. Finally, the classical and quantum creep of a vortex-bundle is considered within the framework of continuum elastic theory. The generalization for the decay of a N¿dimensional elastic manifold out of the metastable state is obtained, and the creep of a 2D and 3D vortex-bundles is discussed / Doutorado / Física / Doutor em Ciências

During the last years, with the evolution of technology enabling the control of nano-mesoscopic systems, the possibility of experimentally implementing a Maxwell’s demon has aroused much interest. Its classical version has already been implemented, in photonic and electronic systems, and currently its quantum version is being broadly studied. In this context, the purpose of this work is the development of a protocol for the implementation of the quantum version of an autonomous Maxwell’s demon in a system of superconducting qubits. The system is composed of an Asymmetrical Single-Cooper-Pair Transistor, ASCPT, which has its extremities in contact with heat baths, such that the left one has a lower temperature than the right one. And of a device of two interacting Cooper-Pair Boxes, CPB’s, named as an ECPB, for Extended Cooper-Pair Box. The ECPB is also in contact with a heat bath and possess a genuine quantum feature, entanglement, being described by its antisymmetric and symmetric states, that couple capacitively to the ASCPT with different strengths. A specific operating regime was found where the spontaneous dynamics of the tunneling of Cooper pairs through the ASCPT, will led to a heat transport from the bath in contact with the left extremity of the ASCPT to the bath at the right. And so, as in Maxwell’s original thought experiment, the demon, which is composed by the ECPB and the island of the ASCPT, mediates a heat flux from a cold to a hot bath, without the expense of work. However as expected, the violation of the 2nd law of thermodynamics does not occur, as during the dynamics heat is also released to the bath in contact with the ECPB, compensating the decrease of entropy that occurs in the baths in contact with the ASCPT. / Nos últimos anos, com a evolução da tecnologia que permite o controle de sistemas nano-mesoscópicos, a possibilidade de se implementar um demônio de Maxwell despertou muito interesse. A sua versão clássica já foi realizada experimentalmente com sucesso em sistemas fotônicos e eletrônicos e atualmente a versão quântica tem sido amplamente estudada. Neste contexto, o objetivo deste trabalho é desenvolver um protocolo para a implementação de uma versão quântica de um demônio de Maxwell autônomo utilizando dispositivos supercondutores. O sistema é composto por um Asymmetrical Single-Cooper-Pair Transistor, ASCPT, que possui as suas extremidades em contato com banhos térmicos, sendo que o banho à esquerda possui uma temperatura inferior ao da direita. E por um dispositivo composto por dois Cooper-Pair Boxes, CPB’s, interagentes, denominado ECPB, sigla para Extended Cooper-Pair Box. O ECPB também se encontra em contato com um banho e possui uma característica genuinamente quântica, emaranhamento, sendo descrito por seus estados antissimétrico e simétrico, que se acoplam capacitivamente ao ASCPT com intensidades distintas. Encontrou-se que em um regime de operação específico a dinâmica espontânea de tunelamento de pares de Cooper ao longo do ASCPT origina o transporte de calor do banho à esquerda do ASCPT, ao banho à direita. Desta forma, assim como proposto originalmente por Maxwell, o demônio, composto pelo ECPB e pela ilha do ASCPT, media um fluxo de calor de um banho frio para um banho quente, sem a realização alguma de trabalho. Contudo como esperado, a violação da 2ª lei da termodinâmica não ocorre, já que durante a dinâmica calor é liberado ao banho em contato com o dispositivo de CPB’s, compensando a diminuição de entropia que ocorre nos banhos em contato com o ASCPT.

Made available in DSpace on 2016-06-02T20:15:20Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2679.pdf: 25013011 bytes, checksum: c8fa361775e24d238927a782402fff59 (MD5) Previous issue date: 2009-10-16 / Universidade Federal de Sao Carlos / In this thesis we studied the quantum effects in networks of Josephson junctions under the induction of vortices and as a consequence of the size of the sample itself. For this, it also was carried out all the instrumentation required to achieve that goal. The superconducting devices known as Josephson junctions offer the opportunity to study a wide variety of concepts of basic physics, especially when they are in the form of twodimensional arrays called networks. In particular, these structures allow us to study quantum phenomena such as tunneling Josephson dc / ac, proximity effect, Coulomb blockade, quantum fluctuations and others like phase transition of Berezinsky-Kosterlitz-Thouless (BKT), all present in these devices. In particular, in this thesis we study two-dimensional networks of Josephson junctions of types SNS (superconductor-normal-superconductor) and SIS (superconductor-insulatorsuperconductor) with composition Nb -CuxAlyOz-Nb. The study of these samples was performed by obtaining the characteristic curves V × I with and without applied magnetic field. The analysis of these curves was performed by the law of power scale: ��������������for the SNS network, and ������������������/�������� for the SIS networks. The fact th��at ��t��w��o types of formulas adjustment is due to the asymptotic behavior present in these samples. Moreover, the temperature of the BKT transition was determined for ��������������������3. The analysis of the experimental obtained results clearly shows the dependence of quantum effects on the size of the samples studied. / Neste trabalho de Tese foram estudados os efeitos quânticos em redes de junções Josephson decorrentes da indução de vórtices e como conseqüência do tamanho da própria amostra. Para isso, também fora desenvolvida toda a instrumentação associada necessária para alcançar esse objetivo. Os dispositivos supercondutores conhecidos como junções Josephson oferecem a oportunidade de estudar uma ampla variedade de conceitos de física básica, principalmente quando eles se encontram na forma de arranjos bidimensionais denominados de redes. Em particular, estas estruturas permitem estudar fenômenos quânticos tais como tunelamento Josephson dc/ac, efeito de proximidade, bloqueio de Coulomb, flutuações quânticas e outras como a transição de fase de Berezinsky-Kosterlitz-Thouless (BKT), todos eles presentes nestes dispositivos. Em particular, nesta Tese estudamos redes de junções Josephson bidimensionais dos tipos SNS (supercondutor-normal-supercondutor) e SIS (supercondutor-isolante-supercondutor) com composição Nb-CuxAlyOz-Nb. O estudo dessas amostras foi realizado através da obtenção das curvas características V×I com e sem campo magnético aplicado. A análise dessas curvas foi realizada mediante a lei de escalas de potencias: ������������������������ para as redes SNS, e ������������������/�������� para as redes SIS. O fato de ter dois tipos de fórmulas de ajuste é devido ao comportamento assintótico presente nessas amostras. Além disso, a temperatura de transição de BKT foi determinada para ��������������������3. A análise dos resultados experimentais obtidos mostra claramente a dependência desses efeitos quânticos com o tamanho das amostras estudadas.

Orientadores: Abner de Siervo e Flavio Garcia / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Fisica Gleb Wataghin. / Made available in DSpace on 2018-08-12T11:00:44Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Figueiredo_JoseJadsomSampaiode_M.pdf: 4194889 bytes, checksum: 489e23ac30c4fa90808ef2de00ae46d4 (MD5) Previous issue date: 2008 / Resumo: Nanopartículas (NPs) metálicas, filmes ultrafinos e sistemas nano-estruturados têm motivado vários estudos teóricos e experimentais devido a novas propriedades eletrônicas, óticas e magnéticas destes materiais. Nas NPs, tais propriedades estão diretamente relacionadas aos efeitos de tamanho (size effect) e superfície, os quais afetam suas estruturas eletrônica e cristalográfica, concentrando um maior número de átomos na superfície em relação ao seu volume. Estudos recentes têm sugerido que alguns metais nobres sem nenhum tipo de ordenamento ferromagnético espontâneo podem apresentá-lo, mesmo a temperatura ambiente, quando segmentados em forma de nanopartículas. Exemplos desses metais são Au e Pd. Apesar dos esforços para provar a existência de comportamento ferromagnético nestes materiais, não existem medidas que demonstrem de forma não ambígua a polarização ferromagnética nos átomos de Pd. Na maioria dos trabalhos mostrados na literatura, o ferromagnetismo é quantificado por magnetometria SQUID. Faz-se necessário, portanto, verificar a existência de ferromagnetismo nestes materiais utilizando-se de técnicas elemento específicas, tais como XMCD (dicroísmo circular magnético de raios X). Esta técnica é muito importante para determinação quantitativa e seletiva dos momentos magnéticos de spin e orbital para cada elemento separadamente. O nosso trabalho se diferencia em relação a estes, pois ao invés de estudarmos cada elemento individualmente trabalhamos com nanopartículas do composto bimetálico Aux Pd1-x (x =0,00, 0,25, 0,50, 0,75) passivadas por tiol. Medidas de SQUID indicaram claramente um sinal magnético nestas nanopartículas, inclusive à temperatura ambiente. Neste trabalho apresentaremos os resultados preliminares da caracterização destas nanopartículas por medidas de SQUID, XANES, XPS, bem como XMCD nas bordas L2,3 do Pd e L3 do Au . Ressaltamos também, o desenvolvimento de uma instrumentação para medidas de XMCD em ambientes de UHV onde é possível submeter às amostras a altos campos magnéticos e condições de baixas temperaturas. Com base nos resultados obtidos discutiremos a possibilidade de ferromagnetismo nestas nanopartículas e sua origem. / Abstract: Metallic Nanoparticles (NP's), ultra-thin films and nano-structured systems have motivated several theoretical and experimental works because of their new electronic optical and magnetic properties of these materials. In NP's, such properties are directly related to the size and surface effects, which affect its electronic and crystallographic structures, by concentrating a larger number of atoms on the surface in relation to their volume. Recent studies have suggested that some noble metals without any kind of spontaneous ferromagnetic order can exhibit it, even at room temperature, when segmented as nanoparticles. Examples of these metals are Au and Pd. Despite the efforts to prove the existence of a ferromagnetic behavior in such materials, there are no measurements that demonstrate unambiguously the ferromagnetic polarization in Pd atoms, for example. Most of the works shown in the literature have used SQUID measurements to characterize the ferromagnetism in these materials. It is therefore necessary to verify the existence of ferromagnetism in these materials by using element specific techniques, such as XMCD (X-ray magnetic circular dichroism). XMCD is a very important technique, which is element selective and performs quantitative determination of the spin and orbital magnetic contributions for each element separately. Our work has a particular difference when compared to others in literature because instead of studying each element individually we have worked with NP's of the bimetallic compound Aux Pd1-x (x = 0.00, 0.25, 0.50, 0.75) capped by thiol. SQUID measurements clearly showed ferromagnetic behavior in these nanoparticles, even at room temperature. In this thesis we will present results of a systematic characterization of these nanoparticles by a multi-technique approach which involves measurements with SQUID, XANES, XPS and XMCD in the L2,3 edges of the Pd and Au L3 edge. We also emphasize the development of a new instrumentation for XMCD measurements at UHV where samples can be submitted to high magnetic fields and conditions of low temperatures. Based on these findings we discuss the possibility of ferromagnetism in these nanoparticles and its origin. / Mestrado / Física da Matéria Condensada / Mestre em Física

Submitted by Marta Toyoda (1144061@mackenzie.br) on 2018-09-03T21:27:11Z No. of bitstreams: 2 ISRAEL AVANSI MARQUES.pdf: 3183643 bytes, checksum: 04b9d57a4cfc26900497e82d58eecbf5 (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) / Approved for entry into archive by Paola Damato (repositorio@mackenzie.br) on 2018-09-27T18:42:40Z (GMT) No. of bitstreams: 2 ISRAEL AVANSI MARQUES.pdf: 3183643 bytes, checksum: 04b9d57a4cfc26900497e82d58eecbf5 (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) / Made available in DSpace on 2018-09-27T18:42:40Z (GMT). No. of bitstreams: 2 ISRAEL AVANSI MARQUES.pdf: 3183643 bytes, checksum: 04b9d57a4cfc26900497e82d58eecbf5 (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Previous issue date: 2018-06-14 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / Fundação de Amparo a Pesquisa do Estado de São Paulo / Fundo Mackenzie de Pesquisa / Two-dimensional materials herald the coming of advances in many areas of Engineering, thanks to the peculiar physicochemical properties obtained when one isolates a single layer of minerals such as graphite and black phosphorus, for example. In the field of optical communications, graphene, composed by only one layer obtained from graphite, has been conquering prominence in applications regarding electro-optic modulators. Graphene exhibits potential to diminish the size and energy consumption of integrated photonic devices operating in the C-band of telecommunications (1550 nm), as well as to increase their transmission rates. The use of graphene on integrated photonics devices has been proposed and demonstrated with encouraging results concerning binary amplitude modulation. By means of computational simulations on COMSOL MultiPhysics v5.3 software, graphene-based electro-optical modulators for PAM-4 multilevel amplitude modulation with no requirement of digital-to-analog conversion (DAC) were designed in this work. The PAM-4 format allows a two-fold increase compared to the binary format without escalating the electro-optical bandwidth. Hence, modulation speeds higher than 200 Gbit/s are calculated from the fashioned devices with electro-optical bandwidths of 83,3 GHz. Recently, two-dimensional black phosphorus has also been explored for applications in modulators operating on the mid-infrared regime. Simulations were realized evaluating the use of black phosphorus on the 1550 nm wavelength regarding amplitude modulation for performance confrontation with graphene. It is shown that when compared with monolayer graphene, black phosphorus would display superior functioning if employed starting from a thickness corresponding to 12 layers. / Os materiais bidimensionais prometem avanços em diversas áreas da engenharia, graças às propriedades físico-químicas peculiares obtidas pela separação de uma única camada de minerais como por exemplo, o grafite e o fósforo negro. No campo das comunicações ópticas, o grafeno, composto por uma única camada atômica obtida a partir do grafite, tem angariado destaque em aplicações concernentes à modulação eletro-óptica. O mesmo mostra-se promissor para reduzir o tamanho, o consumo de energia e aumentar a taxa de transmissão de dados de dispositivos fotônicos integrados operando na banda C das telecomunicações (1550 nm). A utilização do grafeno em dispositivos fotônicos integrados tem sido proposta e demonstrada na plataforma da fotônica do silício com resultados promissores na modulação de amplitude binária. Por meio de simulações computacionais no software COMSOL MultiPhysics v5.3, foram projetados nesse trabalho moduladores eletro-ópticos baseados em grafeno para modulação de amplitude multinível PAM-4 sem necessidade de conversão digital-analógica (DAC). O formato PAM-4 permite dobrar a taxa de bits em relação ao formato binário sem aumento da banda eletro-óptica, dobrando assim a eficiência espectral. Logo, taxas de modulação maiores que 200 Gbit/s são calculadas nos dispositivos projetados com bandas eletro-ópticas de 83,3 GHz. Recentemente, o fósforo negro bidimensional também tem sido explorado para aplicações em moduladores operando no infravermelho médio. Simulações foram realizadas avaliando o uso de fósforo negro no comprimento de onda de 1550 nm para modulação de amplitude para confrontação de desempenho com o grafeno. Demonstra-se que quando comparado ao grafeno monocamada, o fósforo negro apresentaria uma performance superior se empregado a partir de uma espessura correspondente a 12 camadas.