Submitted by Kelren Mota (kelrenlima@ufpa.br) on 2018-06-18T18:49:09Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Dissertacao_TransporteEletronicoAlotropos.pdf: 1996446 bytes, checksum: b40263acdff52ae761693b071f043c62 (MD5) / Approved for entry into archive by Kelren Mota (kelrenlima@ufpa.br) on 2018-06-18T18:49:29Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Dissertacao_TransporteEletronicoAlotropos.pdf: 1996446 bytes, checksum: b40263acdff52ae761693b071f043c62 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-06-18T18:49:29Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Dissertacao_TransporteEletronicoAlotropos.pdf: 1996446 bytes, checksum: b40263acdff52ae761693b071f043c62 (MD5) Previous issue date: 2018-04-20 / Materiais nanoestruturados à base de carbono tornaram-se de grande interesse para a comunidade científica devido às propriedades que estes materiais apresentam na área tecnológica. Entre as mais variadas estruturas derivadas do carbono, o grafeno, uma forma alotrópica do carbono que apresenta estrutura hexagonal bidimensional (2D) formada a partir da hibridação do carbono sp² tem grande destaque com propriedades elétricas, térmicas e ópticas que exibem grandes perspectivas para futuras aplicações tecnológicas. Recentemente, foi proposto teoricamente uma nova forma alotrópica do grafeno, formada por 5-6-7 anéis aromáticos de carbono. Este alótropo 2D com hibridação sp² é energeticamente comparável ao grafeno e mais favorável a outros alótropos de carbono. Neste trabalho, propomos duas estruturas híbridas ou heterojunções formadas por grafeno - phagrapheno - grafeno com bordas ziguezague na extremidade superior e inferior sem (zzG-zzPG-zzG) e com Hidrogênio (zzGNR-zzPGNR-zzGNR) acoplada a eletrodos de grafeno metálico com índices de Hamada (3,3). A heterojunção constituída por Hidrogênio nas extremidades formam nanofitas (ou nanoribbon, NR). Posteriormente, fizemos um estudo das propriedades eletrônicas das heterojunções sem os eletrodos e de transporte eletrônico dos dispositivos com e sem Hidrogênio. Para realizar os cálculos de propriedades eletrônicas e de transporte de elétrons, utilizamos a metodologia DFT e DFT-NEGF no formalismo Landauer-Büttiker, conforme implementado no código SIESTA/TRANSIESTA. Nossos resultados exibem comportamento de isolante topológico forte com gap indireto igual a 0,011eV para zzG-zzPG-zzG em V = 0V e semicondutor de gap indireto igual a 0,025eV para zzGNR-zzPGNR-zzGNR em V = 0V com transição de fase (isolante-metal) para Vmin = -0,5V. Assim, características variadas de dispositivos eletrônicos para as regiões de polarização direta (V > 0) e reversa (V < 0) nas heterojunções são sugeridas como: (i) zzG-zzPG-zzG para V > 0 exibe quatro regiões correspondendo a resistor (I), FET (II), NDR (III) e chaveador (IV) e para V < 0 exibe cinco regiões correspondendo a resistor (I), NDR (II), limitador-chaveador (III), NDR (IV) e limitador-chaveador (V). (ii) zzGNR-zzPGNR-zzGNR para V > 0 exibe característica de FET e para V < 0 exibe uma NDR com comportamento de diodo túnel. / Carbon-based nanostructured materials have become of great interest to the scientific community due to the properties that these materials present in the technological area. Among the most varied structures derived from carbon, graphene, an allotropic form of carbon having a two-dimensional (2D) hexagonal structure formed from the hybridization of sp² carbon, has great prominence with electrical, thermal and optical properties that exhibit great prospects for future applications technological developments. Recently, a new allotropic form of graphene, consisting of 5-6-7 carbon aromatic rings, has been theoretically proposed. This 2D allotrope with sp² hybridization is energetically comparable to graphene and more favorable to other carbon allotropes. In this work, we propose two hybrid structures or heterojunctions formed by graphene - phagraphene - graphene with zigzag edges at the upper and lower end without (zzG - zzPG - zzG) and with Hydrogen (zzGNR - zzPGNR - zzGNR) coupled to metallic graphene Leads of Hamada index (3,3). The heterojunction constituted by Hydrogen at the ends form nanoribbon (NR). Later, we did a study of the electronic properties of the heterojunctions without the electrodes and of electronic transport of the devices with and without Hydrogen. In order to carry out the calculations of electronic and transport properties, we used the DFT and DFT-NEGF methodology in the Landauer-Büttiker formalism, as implemented in the SIESTA/TRANSIESTA code. Our results show a strong topological insulator behavior with an indirect gap of 0.011eV for zzG-zzPG-zzG in V = 0V and an indirect gap semiconductor of 0.025eV for zzGNR-zzPGNR-zzGNR in V = 0V with phase transition (insulation -metal) for Vmin = -0.5V. Thus, various features of electronic devices for regions of direct (V> 0) and reverse (V <0) polarization in heterojunctions are suggested as: (i) zzG-zzPG-zzG for V> 0 shows four regions corresponding to resistor (I), FET (II), NDR (III) and switch (IV), and for V <0 show five regions corresponding to resistor (I), NDR (II), limiter-switch (III), NDR (IV) and limiter-switch (V). (ii) zzGNR-zzPGNR-zzGNR for V> 0 exhibits FET characteristic and for V <0 it exhibits one NDR with tunnel diode behavior.

Submitted by Rosana Moreira (rosanapsm@outlook.com) on 2018-07-10T20:17:05Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Tese_Otimizacao_Deteccao_formas.pdf: 15459303 bytes, checksum: 4e08c66dd9633d7e2a99a938ce452fd2 (MD5) / Approved for entry into archive by Luciclea Silva (luci@ufpa.br) on 2018-07-18T16:21:30Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Tese_Otimizacao_Deteccao_formas.pdf: 15459303 bytes, checksum: 4e08c66dd9633d7e2a99a938ce452fd2 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-07-18T16:21:30Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Tese_Otimizacao_Deteccao_formas.pdf: 15459303 bytes, checksum: 4e08c66dd9633d7e2a99a938ce452fd2 (MD5) Previous issue date: 2018-01-23 / CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Este trabalho propõe maneiras de otimizar a detecção e o registro de formas de onda de campos elétricos radiados por descargas atmosféricas. Como resultado das técnicas de otimização desenvolvidas nesta Tese, é apresentado o “Sistema de detecção e armazenamento de formas de onda de raios” ou “Lightning Detection and Waveform Storage System - (LDWSS) ”, como um dispositivo otimizado para o registro de campos eletromagnéticos gerados por raios. Os principais pontos aprimorados foram: custo do dispositivo; ampliação do alcance dinâmico de detecção; desenvolvimento de um sistema móvel; possibilidade de detecção multi-banda e; calibração para inferir, de forma remota, a corrente de pico dos raios detectados. O sistema desenvolvido foi validado, a partir de comparações com dados de raio induzido, no Centro Internacional para Pesquisa e Teste com Raios (International Center for Lightning Research and Testing - ICLRT), dados da Rede Nacional Norte Americana de Detecção de Raios (National Lightning Detection Network - NLDN) e dados do Observatório de Raios em Gainesville (Lightning Observatory in Gainesville - LOG). A principal aplicação do sistema é na investigação da física e dos efeitos das descargas atmosféricas, principalmente na região Amazônica. Como resultado da utilização do sistema obteve-se: melhor entendimento sobre as descargas intra-nuvem do tipo Compact Intracloud Discharge - CID; as características da altura da refletividade da ionosfera calculada utilizando formas de onda de raios intra-nuvem e nuvem-solo; a criação de um banco de dados contendo mais de oito mil formas de onda do campo elétrico de diferentes tipos de raios e; a primeira estação de registro contínuo de formas de onda de campo elétrico devido a raios na Amazônia, localizada no CENSIPAM regional Belém. / This work aims the application of optimization techniques to detect and record lightning electromagnetic waveforms. As a result of the optimization techniques developed on this Thesis, it is presented the “Lightning Detection and Waveform Storage System - (LDWSS)”. The main optimized points were: cost of the device; improvements of its detection dynamic range; development of a mobile device; possibility to detect in a multi-band way; and calibration in order to infer peak currents from remote measurements of lightning electric fields. The developed system was validated through comparison of a return stroke data in lightning triggered using the rocket-and-wire technique at the International Center for Lightning Research and Testing - ICLRT, of National Lightning Detection Network – NLDN data, and data from the Lightning Observatory in Gainesville - LOG. The main usage of the optimized system is on the investigation of lightning physics and effects, mainly in the Amazon region. As a result of using the system were obtained: a better understanding about Compact Intracloud Discharge - CID; the characteristics of ionosphere heights computed using intraclound and cloud-to-ground lightning electric field waveforms; the conception of a lightning electric field waveform database containing more than 8 thousand waveforms of different types of lightning; and the implementation of the first continuous lightning electric field measurement system in the amazon region, localized at CESIPAM, Belem, PA.

Submitted by Luciclea Silva (luci@ufpa.br) on 2018-12-12T13:55:39Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Tese_EfeitoFaradayKerr.pdf: 16378412 bytes, checksum: 333149481fb52c66a887b86674ecf0f0 (MD5) / Approved for entry into archive by Luciclea Silva (luci@ufpa.br) on 2018-12-12T13:56:05Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Tese_EfeitoFaradayKerr.pdf: 16378412 bytes, checksum: 333149481fb52c66a887b86674ecf0f0 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-12-12T13:56:05Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Tese_EfeitoFaradayKerr.pdf: 16378412 bytes, checksum: 333149481fb52c66a887b86674ecf0f0 (MD5) Previous issue date: 2018-10-05 / A fotônica é um campo de pesquisa cuja finalidade reside na utilização da luz (fótons) ao invés de elétrons (eletrônica) na realização de determinadas funções como, por exemplo, o armazenamento, a transferência e o processamento de sinais. Dentro desse contexto, abre-se a possibilidade de desenvolvimento e produção de dispositivos cuja capacidade de armazenamento supera as dos dispositivos eletrônicos. Para tanto, é preciso controlar os fótons semelhantemente ao que é feito na eletrônica com os elétrons. O controle da radiação dentro da fotônica pode ser realizado através dos efeitos magneto-ópticos, como por exemplo, os efeitos de Faraday e de Kerr. O efeito de Faraday é utilizado como base de funcionamento de dispositivos tais como isoladores ópticos, sensores de corrente e outros. Por sua vez, o efeito de Kerr pode constituir a base de funcionamento de dispositivos de armazenamento de dados (memória magneto-óptica). No presente trabalho são estudados os efeitos magneto-ópticos de Faraday e Kerr, bem como a transmissão da radiação eletromagnética nas regiões do terahertz e infravermelho. Na faixa de frequência que corresponde ao THz são analisados o efeito de Faraday, o efeito de Kerr e a transmitância da radiação em estruturas periódicas de grafeno com diferentes geometrias. As estruturas analisadas neste trabalho podem apresentar, para campos magnéticos fracos (B = 1 por exemplo), rotação de Faraday maior que 3_ dependendo da escolha da geometria que podem ser círculos, quadrados, quadrados com pequenos cortes nos cantos e fitas. A rotação de Faraday nestes sistemas pode ser explicada por meio de um modelo simples de circuito onde a introdução de periodicidade no grafeno altera a impedância do sistema e consequentemente muda as propriedades magneto-ópticas do mesmo melhorando a rotação de Faraday em altas frequências (maiores que 7 THz) ainda com valores de campos magnéticos tidos como fracos. Tal característica não é possível se obter em uma folha uniforme de grafeno, uma vez que para esta só é possível obter forte rotação de Faraday em altas frequências com campos magnéticos fortes (10 T, por exemplo). Adicionalmente, para as três estruturas periódicas foi calculada a rotação de Kerr que pode chegar ao valor 3,96_ dependendo da geometria escolhida. Para todos os casos, a máxima rotação de Faraday e Kerr ocorrem para frequências maiores que 8 THz. Estes resultados são melhores do que a resultados já publicados. Na região do infravermelho são estudos os efeitos de Faraday e Kerr, bem como a transmissão óptica extraordinária em uma estrutura plasmônica híbrida composta por quatro camadas. Para esta, a rotação de Faraday é de 7,9_ e 0,25 de transmitância para o comprimento de onda 945 nm. Adicionalmente, o efeito de Kerr pode chegar a 23_. Estes resultados são melhores do que a resultados já publicados. Na estrutura proposta, a melhora da rotação de Faraday deve-se ao aumento do fator Q das ressonâncias na camada de material magneto-óptico. / Photonics is a research field whose purpose lies in the use of light (photons), rather than electrons (electronics) in the realization of certain functions such as storage, transfer and processing of signals. In this context, it opens the possibility of development and production of devices whose storage capacity surpasses those of electronic devices. To do this, it is necessary to control the photons similarly, to what is done in electronics with the electrons. The control of radiation, in the context of photonics, can be realized through magneto-optical effects, such as the Faraday and Kerr effects. The Faraday effect is used as the basis of operation of devices such as optical isolators, current sensors and others. In turn, the Kerr effect is the basis of the operation of data storage devices (optical magnetic memory). In the present work, magneto-optical effects of Faraday and Kerr, as well as the transmission of electromagnetic radiation are studied in the regions of terahertz and infrared. In the frequency range that corresponds to the THz, the Faraday effect, the Kerr effect and the radiation transmittance are analyzed in periodic structures of graphene with different geometries. The structures analyzed in this work can present RF, for weak magnetic fields (B =1 T, for example), greater than 3_ depending on the choice of geometry that can be circles, squares, squares with small cuts in the corners and ribbons. Faraday rotation in these systems can be explained by a simple circuit model where the introduction of periodicity in the graphene promotes the increase of the system impedance and consequently changes the magneto-optical properties of the system, improving the rotation of Faraday at high frequencies (larger than 8 THz) still with magnetic field values taken as weak. This characteristic can not be obtained in a uniform sheet of graphene, since it is possible to obtain a strong rotation of Faraday at high frequencies with strong magnetic fields (10 T, for example). Additionally, for the three periodic structures it was calculated the Kerr rotation that can reach the value 3.96_ depending on the geometry chosen. For all cases, the maximum frequency of Faraday and Kerr rotations occur for frequencies greater than 7 THz. These results are better than results already published. In the infrared region are studies the effects of Faraday, Kerr, as well as extraordinary optical transmission in a plasmonic hybrid structure composed of four layers. For this, the Faraday rotation is of 7_ and 0.25 of of transmittance For wavelength 945 nm. Additionally, the Kerr effect can reach 23_. These results are better than results already published. In the proposed structure, the improvement of Faraday’s rotation is due to the increase of the Q factor of the resonances in the magneto-optical material layer.

Orientador: Prof. Dr. Marcelo Bender Perotoni / Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do ABC, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica, 2017. / Nos últimos anos, estudos e pesquisas relacionados à substituição de armas convencionais que tem como princípio de funcionamento a combustão da pólvora ou de outros produtos químicos explosivos vem se tornando mais frequente. Nesse contexto as armas eletromagnéticas ganham destaque, visto que se utilizam da eletricidade como fonte de energia e o eletromagnetismo como princípio para lançamento de projéteis em velocidades muito mais elevadas do que aquelas alcançadas normalmente via explosivos. Este trabalho descreve a teoria, a construção e modelagem de um protótipo de pequenas dimensões de um coilgun ¿ propulsor eletromagnético que dispara um projétil metálico ferromagnético, cuja operação se assemelha aos motores elétricos lineares, que acionam fechaduras magnéticas e atuadores. O projeto apresenta baixo custo, envolve construção com elementos que podem ser facilmente encontrados, contudo, envolve conceitos relativamente sofisticados de eletromagnetismo. São discutidos os modelos de circuito do coilgun, análise da força magnética exercida no projétil e representações gráficas dos campos produzidos a partir de um simulador eletromagnético via software. A instrumentação usada para medida da velocidade do projétil também é apresentada, com dados de medições. Por fim, como principal objetivo do trabalho, é proposta uma solução inovadora ao problema da desaceleração do projétil no interior do coilgun, sendo implementado um circuito eletrônico com corte do pulso de corrente, o qual permite melhores índices de eficiência. / Recent investigations have been focused on the substitution of conventional powder-based weapons. In this context electromagnetic weapons get prominence, which use electricity as the energy source and electromagnetism as launching principle for projectiles at much higher speeds than those normally achieved via explosives, resulting, among other benefits in a much lower explosion risks. This work describes the theory and prototyping of a small-size coilgun ¿ an electromagnetic propellant device that shots a metal projectile whose operation is similar to the linear electric motors that usually drive magnetic locks and actuators. This project has low cost, it is based on easily available parts, nevertheless, relies on sophisticated concepts of electromagnetism. In this work, proper coilgun circuit models are presented, as well as the analysis of the exerted magnetic force on the projectile with images of the electromagnetic fields provided by an electromagnetic simulator via software. Instrumentation for the muzzle velocity is also presented, along with all the measurement data. Lastly, as the main objective of this work, it is proposed a novel solution to the coilgun velocity optimization by switching off the current, which allows improved efficiency levels of the device.

Submitted by Carmen Torres (carmensct@globo.com) on 2018-02-09T18:21:43Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Dissertacao_EstudoFibrasPorosas.pdf: 5292185 bytes, checksum: 839284d019ccb3fc25cdc461fcc70692 (MD5) / Approved for entry into archive by Edisangela Bastos (edisangela@ufpa.br) on 2018-02-20T18:48:02Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Dissertacao_EstudoFibrasPorosas.pdf: 5292185 bytes, checksum: 839284d019ccb3fc25cdc461fcc70692 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-02-20T18:48:02Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Dissertacao_EstudoFibrasPorosas.pdf: 5292185 bytes, checksum: 839284d019ccb3fc25cdc461fcc70692 (MD5) Previous issue date: 2017-09-08 / CNPq - Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / O guiamento de ondas THz tem se mostrado de grande importância na melhoria da performance das configurações de espectroscopia, imagem e sensoriamento. Um dos maiores desafios na concepção dessas estruturas é a mitigação das altas perdas apresentadas pelo meio dielétrico na faixa espectral THz (0.1 até 10 THz). Este trabalho realiza a modelagem numérica de fibras porosas com inclusões de ouro para guiamento em THz. O design dessas interfaces metal-dielétricas é capaz de confinar as ondas THz nas regiões de ar da fibra porosa através da excitação de plasmons de superfície, modos que resultam da interação ressonante entre a radiação eletromagnética incidente e a oscilação coletiva de elétrons livres na superfície metálica. É evidenciado que a partir de um projeto adequado da camada de ouro, as perdas efetivas podem ser reduzidas e uma dispersão cromática zero pode ser alcançada como resultado do acoplamento entre os modos da fibra e os plasmons de superfície. / The guidance of THz waves has been found of great importance to improve the performance of spectroscopy, imaging and sensing setups. One of the major challenges in designing such structures is the mitigation of the high losses presented by dielectric media in the THz spectral range (0.1 up to 10 THz). This work performs an analytical and numerical modeling of porous fibers with gold inclusions for THz guidance. The design of these metal-dieletric interface is capable to confine THz waves in the air region of the porous fiber, through the excitation of surface plasmons, modes that result from the resonant interaction between the incident electromagnetic radiation and the collective oscillation of free electrons on the metal surface. It is shown that from a suitable design of the gold layer, the effective losses can be reduced and a zero chromatic dispersion can be achieved as result of the coupling between the fiber modes and the surfasse plasmons.

Submitted by Kelren Mota (kelrenlima@ufpa.br) on 2018-06-19T16:43:50Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Dissertacao_TransporteEletronicoSistemas.pdf: 18461027 bytes, checksum: ed82925d020bd08c9eaad3e45c1ae541 (MD5) / Approved for entry into archive by Kelren Mota (kelrenlima@ufpa.br) on 2018-06-19T16:44:11Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Dissertacao_TransporteEletronicoSistemas.pdf: 18461027 bytes, checksum: ed82925d020bd08c9eaad3e45c1ae541 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-06-19T16:44:11Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Dissertacao_TransporteEletronicoSistemas.pdf: 18461027 bytes, checksum: ed82925d020bd08c9eaad3e45c1ae541 (MD5) Previous issue date: 2018-02-23 / O uso de moléculas únicas para compor dispositivos eletrônicos vem crescendo nos últimos anos, devido os limites previstos na miniaturização dos dispositivos eletrônicos. Nesta perspectiva, esta pesquisa analisa propriedades de transporte eletrônico via método teórico, em junções moleculares de cadeias de carbono tipo linear, o alótropo Carbyne (Polyyne e Cumuleno) com uma variação na quantidade de carbonos na cadeia acoplados a eletrodos de Fe e Fe/Au, constituindo um fio molecular. As análises permitiram caracterizar curvas de corrente, orbitais moleculares de fronteira, probabilidade de transmissão, curvas de condutância diferencial e a densidade de estados para transporte. Por fim, os resultados averiguaram os efeitos na variação de cadeia, permitiram assimilar uma caracterização de aumento na corrente decorrente ao acréscimo de carbonos para dispositivos com eletrodos de Fe com características semelhantes de cruzamento de correntes sob mesma voltagem, assim como para a segunda proposta com eletrodos de Fe/Au que permitiram visualizar a alternância na densidade de estados em regiões de energia negativa e positiva para carbonos em ímpares e pares respectivamente. Observa-se também efeitos de NDR para alguns dispositivos via acréscimo dos átomos de Au. / The use of unique molecules to compose electronic devices has been growing in recent years, due to the limits set in the miniaturization of electronic devices. In this perspective, the Carbyne (Polyyne and Cumulene) alottrope with a variation in the amount of carbon in the chain coupled to Fe and Fe / Au electrodes , constituting a molecular yarn. The analyzes allowed to characterize current curves, border molecular orbitals, transmission probability, diferential conductance curves and the density of states for transport. Finally, the results veri ed the efects on the chain variation, allowed to assimilate a characterization of increase in the current due to the addition of carbons to devices with Fe electrodes with similar characteristics of crossing of currents under the same voltage, as well as for the second proposal with Fe / Au electrodes that allowed to visualize the alternation in the density of states in regions of negative and positive energy for carbons in odd and even respectively. Also observed are NDR efects for some devices via addition of the Au atoms.

Submitted by Kelren Mota (kelrenlima@ufpa.br) on 2018-06-25T18:04:44Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Dissertacao_AnaliseDesempenhoAcoplador.pdf: 1907405 bytes, checksum: 1a8e0d8b8f0a7263b58fc08d66e5ad25 (MD5) / Approved for entry into archive by Kelren Mota (kelrenlima@ufpa.br) on 2018-06-25T18:05:47Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Dissertacao_AnaliseDesempenhoAcoplador.pdf: 1907405 bytes, checksum: 1a8e0d8b8f0a7263b58fc08d66e5ad25 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-06-25T18:05:47Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Dissertacao_AnaliseDesempenhoAcoplador.pdf: 1907405 bytes, checksum: 1a8e0d8b8f0a7263b58fc08d66e5ad25 (MD5) Previous issue date: 2018-04-13 / Neste trabalho, utilizamos a teoria de guias de ondas em cristais fotônicos para projetar um acoplador baseados nesses guias, com dopagem de Érbio a fim de verificar o desempenho de comutação para os estados barra e cruzado do dispositivo dopado em relação ao não dopado. O acoplador de cristal fotônico dopado com Érbio utiliza a ressonância não linear causada pela excitação dos íons de érbio localizado na fileira central de um acoplador direcional. Tal excitação provoca a transição dos íons de érbio do estado fundamental para o metaestável fazendo a amplificação do sinal quando os fótons absorvem a luz emitida. As simulações ocorreram no software COMSOL Multiphysics®, o qual utiliza o Método dos Elementos Finitos (FEM). Foi realizada uma análise comparativa entre um acoplador direcional de cristal fotônico dopado com érbio e outro não dopado. Verificou-se o desempenho de comutação de ambos a partir da variação das frequências normalizadas e constatou-se que o acoplador dopado conseguiu operar nos estados barra e cruzado com maior espectro de frequência. / In this dissertation, the concepts of photonic crystal were used to design an Erbium-doped photonic crystal coupler in order to verify the switching performance for the bar and cross states of the doped device in relation to the non-doped device. The Erbium-doped Photonic crystal coupler used the non-linear resonance caused by the excitation of the erbium ions located in the central row of a Photonic Crystal directional coupler. Such excitation causes the transition of the erbium ions from the ground state to the metastable state by amplifying the signal when the photons absorb the light emitted by the signal. The simulations occurred in the COMSOL Multiphysics® software, which uses the Finite Element Method (FEM). A comparative analysis was performed between a directional coupler of photon crystal doped with erbium and another non-doped. It was verified the switching performance of both from the normalized frequencies variation and it was verified that the doped coupler was able to operate in the barrra and cross states with the higher frequency spectrum.

Submitted by Carmen Torres (carmensct@globo.com) on 2018-02-09T18:29:26Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Dissertacao_ImpactoNaouniformidadesCabos.pdf: 10291250 bytes, checksum: d2ccce859c4ba95025022cbb95da6d4f (MD5) / Approved for entry into archive by Edisangela Bastos (edisangela@ufpa.br) on 2018-02-21T17:10:38Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Dissertacao_ImpactoNaouniformidadesCabos.pdf: 10291250 bytes, checksum: d2ccce859c4ba95025022cbb95da6d4f (MD5) / Made available in DSpace on 2018-02-21T17:10:38Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Dissertacao_ImpactoNaouniformidadesCabos.pdf: 10291250 bytes, checksum: d2ccce859c4ba95025022cbb95da6d4f (MD5) Previous issue date: 2017-09-25 / CNPq - Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / Espera-se que o tráfego para sistemas de comunicação móveis aumente drasticamente nos próximos anos. A nova geração de comunicação denominada 5G está em processo de desenvolvimento com o intuito de dar suporte a tais demandas, permitindo uma gama de novas aplicações. Um ponto chave para o sucesso das futuras redes 5G é a adoção de soluções fronthaul. Em geral, enlaces ópticos e de micro-ondas são as alternativas mais adequadas para o fronthaul. Entretanto, o cobre ainda é uma alternativa viável em certas situações, principalmente devido ao custo reduzido e a aplicação de técnicas que aumentam o seu desempenho, como o modo fantasma. Tal técnica adiciona canais de comunicação extras aos enlaces físicos existentes, aumentando assim a taxa de dados agregada. Para tanto, os canais ditos “fantasmas” utilizam sinalização em modo comum sobre os canais ordinários (diferenciais). Idealmente, não existe acoplamento entre os canais diferenciais e o fantasma. Entretanto, cabos de cobre possuem não-uniformidades que são fonte de acoplamento de sinal entre os pares, especialmente em frequências da ordem de centenas de MHz. Não é completamente conhecido como as não-uniformidades nos cabos afetam o vazamento do modo de transmissão diferencial para o fantasma e vice-versa. Neste trabalho é estudado o efeito de não-uniformidades em cabos na atenuação dos canais fantasma e diferencial bem como no acoplamento de sinal (crosstalk) entre eles. Para viabilizar a transmissão em modo fantasma, foi adaptado um simulador desenvolvido na Universidade de Stanford. Foram simulados três tipos de não-uniformidades: variação na distância entre o centro dos pares, pigtail e trançado não-uniforme, para faixas de DC até 500 MHz, utilizando cabos com comprimentos de 10 a 100 m. Mostra-se que o canal fantasma agrega taxa com contribuição de 61,94% em cenários uniformes para 100 m. Além disso, para este mesmo comprimento, variações no centro do par teve impacto dominante para redução da taxa agregada com apenas 24,02% de contribuição do canal fantasma, enquanto que o trançado não-uniforme tem impacto desprezível na taxa de dados do canal, de maneira que a contribuição do canal fantasma foi de 61,93 %. Além disso, mostrou-se que o pigtail teve impacto somente para comprimentos pequenos. / In the next years, a dramatic increase in traffic demands for mobile – communication systems is expected. To support such demands, the new generation of communication, called 5G, is being developed to allow a wide range of new applications. The key point to the future success of 5G networks is the adopted fronthaul solution. In general, optical and microwave links are suitable alternatives for fronthaul. However, copper is still a viable option in some situations, mainly due to reduced cost and the application of techniques to boost the copper performance, such as the phantom mode. Such technique includes extra channels over the ordinary differential ones for the same copper system, increasing its aggregated data rate. For this purpose, the channels called “phantom” use signaling in common mode, over ordinary channels (differentials). Ideally, there is no leakage between differential channels to the phantom one. However, copper cables have non-uniformities that are the source of the signal leakage into the pairs, especially for frequencies of the order of hundreds of MHz. It is not fully understood how the cable non-uniformities affect the crosstalk from the differential to phantom mode transmission, and viceversa. In this work, effect of cable non-uniformities on the attenuation of differential and phantom channels, as well as on the crosstalk among them, is studied. To enable phantom transmission, a simulator developed by Stanford University was adapted. Three types of non-uniformities were simulated: variation in the distance between the center of pairs, pigtail and non-uniform twisted pairs, for frequencies range from DC to 500 MHz, using cable length from 10 to 100 m. The results showed: phantom mode aggregate data rate for uniform scenarios with 61.94% of contribution. Moreover, considering the same length cable, variation in the distance between the center of pairs had a big impact in the reduction of phantom channel contribution with just 24.02 %, more impact than others studied, whereas the non-uniform twists had negligible impact on channel aggregated data rate, with phantom contribution of 61.93 %. Besides that, it is shown that pigtail has impact just to short length cables.

Submitted by Luciclea Silva (luci@ufpa.br) on 2018-09-14T15:07:26Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Tese_Analisesensoresplasmonicos.pdf: 29102316 bytes, checksum: fadb072f63dba01d64f7097cc1a8ebb2 (MD5) / Approved for entry into archive by Luciclea Silva (luci@ufpa.br) on 2018-09-14T15:08:00Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Tese_Analisesensoresplasmonicos.pdf: 29102316 bytes, checksum: fadb072f63dba01d64f7097cc1a8ebb2 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-09-14T15:08:00Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Tese_Analisesensoresplasmonicos.pdf: 29102316 bytes, checksum: fadb072f63dba01d64f7097cc1a8ebb2 (MD5) Previous issue date: 2018-05-11 / Nesta tese, apresenta-se a análise teórica de um sensor de ressonância plasmônica de superfície (SPR) acoplado a nanopartículas metálicas. O sensor é considerado na configuração de Emissão Acoplada de Plasmon de Superfície (SPCE), onde as nanopartículas metálicas (ou analitos) são modeladas por dipolos equivalentes localizados acima do sensor. Um conjunto completo de funções diádicas de Green para o campo elétrico é derivado para meios planares, multicamadas e uniaxiais em uma forma computacionalmente eficiente e conveniente para aplicações que utilizem-se do Método das Imagens Complexas Discreta (DCIM) com a utilização do Generalized Pencil of Function Method (GPOF). O princípio da deformação do caminho complexo em um contorno de dois níveis é empregado para expressar uma integral original como uma soma de imagens complexas. Apresenta-se resultados de ressonância plasmônica de superfície, reflexão, campo próximo e distante de sensores planares e descreve-se como estas nanopartículas influenciam na capacidade de aumentar a intensidade de campo próximo e alterar a resposta de sensibilidade destes sensores ópticos. Além disso, para comparação, alguns resultados são calculados por métodos numéricos e experimentais. Os resultados mostram uma boa concordância, o que prova que o DCIM é um método teórico eficiente e poderoso para analisar sensores SPR na configuração SPCE. / In this thesis, the theoretical analysis of a surface plasmon resonance (SPR) sensor coupled to metallic nanoparticles is presented. The sensor is considered in the Surface Plasmon Coupled Emission (SPCE) configuration, where the metallic nanoparticles (or analytes) are modeled by equivalent dipoles located above the sensor. A complete set of Green’s dyadic functions for the electric field is estimated for planar, multilayer, and uniaxial media in a computationally efficient and convenient manner for applications using the Discrete Complex Imaging Method (DCIM) via the Generalized Pencil of Function Method (GPOF). The principle of complex path deformation in a two-level contour is employed to express an original integral as a sum of complex images. The results related to the surface plasmon resonance, reflection, near and far field of planar sensors are presented and it is described how these nanoparticles influence the ability to increase the near field strength and alter the sensitivity response of these optical sensors. In addition, for comparison purposes, some results are calculated by numerical and experimental methods. The results show suitable agreement, which proves that DCIM is an efficient and powerful theoretical method for analyzing SPR sensors in the SPCE configuration.

Submitted by Luciclea Silva (luci@ufpa.br) on 2018-11-01T17:20:15Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Tese_EstadosligadosMajorana.pdf: 5157889 bytes, checksum: a697f1a4428dbb52f1b3046f7b793221 (MD5) / Approved for entry into archive by Luciclea Silva (luci@ufpa.br) on 2018-11-01T17:20:40Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Tese_EstadosligadosMajorana.pdf: 5157889 bytes, checksum: a697f1a4428dbb52f1b3046f7b793221 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-11-01T17:20:40Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Tese_EstadosligadosMajorana.pdf: 5157889 bytes, checksum: a697f1a4428dbb52f1b3046f7b793221 (MD5) Previous issue date: 2018-10-11 / CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / A pesquisa em física da matéria condensada com isolantes e supercondutores topológicos tem contribuído muito para a caracterização das propriedades de superfície e de modos zero em nanofios. Investigamos teoricamente o transporte de elétrons através do ponto quântico em forma de T (PQ) com um único nível e spinless, conectado a uma cadeia em zigue zague e acoplado a um supercondutor p-wave, utilizando o método analítico recursivo de funções de green no equilíbrio. Este modelo é uma extensão da cadeia de Kitaev para uma rede triangular de tamanho finito com três, quatro e cinco sitios. Observamos que modos zero de Majorana podem ser sintonizados através dos parâmetros de acoplamento do dispositivo e a condutância linear mostra ambos os Estados Ligados de Majorana (MBS) na fase topológica e na fase topológica geral maximamente robusta. Este modelo mais realista permite a detecção de MBS através do controle dos parâmetros que governam o tunelamento eletrônico e pode ser útil para experimentos relevantes. / The research in condensed matter physics with insulators and superconductors topological has contributed greatly to the characterization of the surface properties and modes zero in nanowires. We investigate theoretically, through the recursive Green’s function approach, the electron transport through the T-shaped quantum dot (PQ) with a single level and spinless, connected to a zigue zague chain and coupled to a p-wave superconductor. This model is an extension of the Kitaev chain for a network triangular of finite-size with for three, four, and five sites. We find that the Majorana zero modes can be tuned through the coupling parameters of the device and the linear conductance show both the Majorana Bound States (MBS) in topological phase and in the general topological phase maximally robust. This more realistic model allows the detection of MBS through of the control of the parameters governing the electronic tunneling and can be helpful for relevant experiments. Keywords: Majorana Fermions, recursive Green’s function approach, Kitaev chain, class of electronic nanodevices, Quantum Dot, T-shaped, Qubit, Majorana Bound States (MBS).