Orientador: Daniel Mario Ugarte / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Fisica Gleb Wataghin / Made available in DSpace on 2018-08-01T10:44:15Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Rodrigues_Varlei_M.pdf: 2106113 bytes, checksum: 2f6bd4c3c4b381abb8606856760f75e8 (MD5) Previous issue date: 1999 / Resumo: Sistemas de dimensões nanométricas são de grande interesse tanto para estudos em física básica devido aos efeitos quânticos, quanto às áreas tecnológicas, no desenvolvimento de novos componentes. Um destes sistemas sao os nanofios metálicos, onde a condutância (G) é dada por múltiplosinteiros de um quanta (G0), independente do material. O objetivo deste trabalho é a construção de um instrumento para estudo do transporte de elétrons em nanoestruturas metálicas. A montagem escolhida é baseada na quebra mecanicamente controlada de junções (MCBJ), operando em ultra-alto-vácuo (UHV). Basicamente, o seu funcionamento consiste em gerar nanofios pelo contato entre duas superfícies limpas obtidas in situ, em UHV. O equipamento foi projetado e construído, alcvançando a pressão de 5,4,10-10 mbar, e uma precisão nas medidas de condutância da ordem de ~ 10-4 G0, que associado a novos processos de tratamento de dados implementados, permitirá um estudo detalhado do fenômeno. O bom desempenho do instrumento já permitiu, em resultados preliminares, observar novos e interessantes efeitos, ainda não citados ou previstos. Por exemplo, a diferença na dinâmica entre os nanofios gerados esticando-se ou comprimindo-se os nanocontatos. Outro resultado notável, obtida devida a estabilidade alcançada pela montagem, é o possível controle na formação e evolução estrutural do nanofio. Em resumo, o MCBJ construído permite realizar estudos mais aprofundados do comportamento da condutância em nanofios metálicos. O seu bom desempenho permitiu observar, em resultados ainda preliminares, novos efeitos, que abrem estimulantes linhas de trabalho / Abstract: Nanometric systems have attracted great interest both for basic studies due to quantum effects, and for technological areas due to its potential use in new devices. Among these systems, metal nanowires show a electronic transport characterized by a conductance being an integer multiple of a conductance quanta (G0). The aim of this work is the construction of a dedicated instrument to study the electron transport in metallic nanostructures. The apparatus is based in the Mechanically Controllable Break Junction technique, operating in ultra-high-vacuum. Briefly, nanowires are generated from two clean superficies obtained in situ. The equipment has already attained a pressure of 5,4 x 10-10 mbar and a conductance measurement precision of » 10-4 G0, that associated to new implemented data treatment, will allow the development of detailed study of metal nanowire conductance. The instrument performance has been extremely good, and it has already revealed novel and interesting effects in the produced preliminary results. For example, we observed a remarkable different behavior if the nanowire deformation is obtained by stretching or compressing the nanocontacts. Another notable result is an apparently controlled formation and structural evolution of the nanowire, that we attribute to the very good mechanical stability of the system. In summary, the developed MCBJ will allow us to study metal nanowire conductance behavior with great detail. Moreover, preliminary results show us new effects that open exciting possibilities of works / Mestrado / Física / Mestre em Física

Orientador: Eduardo Miranda / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Fisica Gleb Wataghin / Made available in DSpace on 2018-09-24T19:08:35Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Pereira_RodrigoGoncalves_M.pdf: 1222243 bytes, checksum: 7b2f1589e938d751d23495626bfc6dec (MD5) Previous issue date: 2004 / Resumo:O objetivo deste trabalho é calcular propriedades de transporte de fios quânticos com ordenamento magnético ou forte interação spin-órbita. A motivação é combinar o transporte dependente do spin do elétron com as propriedades únicas dos sistemas unidimensionais, descritos pela classe de universalidade dos líquidos de Luttinger. Aplicamos as técnicas de teoria de resposta linear e grupo de renormalização para calcular a resistência associada a quatro mecanismos. No primeiro problema, construímos uma teoria de ondas de spin para flutuações em torno da configuração estática de uma parede de domínio magnético e analisamos o efeito de espalhamento inelástico por mágnons. A própria anisotropia que fixa a largura da parede é responsável por suprimir o espalhamento inelástico em baixas temperaturas. No segundo, investigamos o papel das interações eletrônicas no espalhamento elástico em paredes de domínio. Mostramos que esse sistema pode ser mapeado no problema de um líquido de Luttinger polarizado com um termo de impureza que inverte o spin do elétron. Em analogia com o problema de Kane-Fisher para uma impureza não magnética, obtemos um diagrama de fase em função dos parâmetros de interação. No terceiro problema, introduzimos um termo de acoplamento mágnon-fônon e analisamos o espalhamento entre elétrons e mágnons mediado por fônons de alta energia. Finalmente, no quarto problema, consideramos o espalhamento por impurezas não magnéticas na presença de interação spin-órbita. Para um escolha especial do nível de Fermi, a resistência produzida pode ser controlada por um campo magnético externo / Abstract:The purpose of this work is to calculate transport properties of quantum wires with magnetic order or strong spin-orbit interaction. The motivation is to combine electron spin-dependent transport with the unique properties of one-dimensional systems, which are described by the universality class of Luttinger liquids. We apply linear response theory and renormalization group techniques to calculate the resistance associated with four mechanisms. In the first problem, we construct a spin wave theory for fluctuations around the static configuration of a magnetic domain wall and analyze the effect of inelastic scattering of magnons. The very anisotropy that fixes the wall width is shown to supress the inelastic scattering at low temperatures. In the second one, we investigate the role played by electronic interactions on the elastic scattering off domain walls. We show that the system can be mapped onto a polarized Luttinger liquid with an impurity term that flips the electron spin. Similarly to the Kane-Fisher problem for nonmagnetic impurities, we obtain a phase diagram as a function of the interaction parameters. In the third problem, we introduce a magnon-phonon coupling term and analyze the scattering between electrons and magnons mediated by high energy phonons. Finally, in the fourth problem, we consider the scattering off nonmagnetic impurities in the presence of spin-orbit interaction. For a special choice of the Fermi level, the resistance produced can be controlled by an external magnetic field / Mestrado / Física / Mestre em Física

Orientador: Jose Antonio Brum / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Fisica Gleb Wataghin / Made available in DSpace on 2018-08-09T02:21:17Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Rocha_AlexandreReily_M.pdf: 3842754 bytes, checksum: efaf77630673ef262020470917c52bae (MD5) Previous issue date: 2002 / Resumo: Neste trabalho estudamos, de maneira teórica, as propriedades de transporte de nanoestruturas tanto semicondutoras quanto metálicas que possuem um confinamento bidimensional. O confinamento lateral gera nanofios cuja condutância é quantizada. No caso de heteroestruturas de semicondutores, utilizamos modelo dentro das aproximações de função envelope e massa efetiva para estudar os efeitos de defeitos repulsivos na quantização da condutância. Os resultados indicam que a presença de um defeito na região confinada altera os limiares de quantização enquanto a localização do mesmo na região dos contatos diminui o valor dos patamares. Mostramos também que a posição do defeito com relação ao eixo de propagação dos elétrons relaciona diretamente os modos de propagação à densidade eletrônica dentro do fio e à relação que os mesmos tem com cada plateau. A segunda metade desta dissertação corresponde a estudo sistemático das propriedades de transporte em fios metálicos de dimensões atômicas. Utilizamos uma metodologia baseada na Teoria de Hückel Estendida e na fórmula de Bütikker e Landauer para mostrar a relação entre o arranjo atômico e os padrões de condutância. As estruturas estudadas foram obtidas a partir de imagens estáticas de microscopia eletrônica de transmissão no modo de alta resolção e da estrutura do material bulk. Mostramos a partir daí que é possível correlacionar de maneira direta medidas de transporte feitas em um aparelho dedicado com as imagens observadas. Os resultados dos cálculo estão em excelente concordância com os dados experimentais mostrando, portanto a importância de se levar em conta as propriedades cristalográficas em sistema metálicos nanoestruturados / Abstract: We have studied the transport properties of both semiconductor and metalic structures that present a two dimensional confinement. The lateral confinement gives rise to nanowires whose conductance is quantized. In the case of semiconductor heterostructures we have used a model within the envelope function and effective mass aproximations to study the efects that repulsive defects might have on the conductance quantization. Our results show that the presence of a defect in the confined region raises the threshold for the quantized plateaus, while locating it at the end lead diminishes the plateau value itself. We were also able to show that the defect position with respect to the axis of propagation of the electrons is directly related to propagation modes, to the electron density inside the wire and its relation with each of the plateaus. Finally, there is evidence that the defect might function as a probe for the intensity of the wave function inside the structure. The second half of this dissertation is a systematic study of transport properties in atom-size metallic nanowires. We have used a model based on Extended H¨ uckel Theory and the B¨ utikker-Landauer transport formalism to demonstrate a relationship between the atomic arrangement and conductance profiles. The studied structures were obtained from High Resolution Electron Microscopy (HRTEM) images and the properties of the bulk material. From then on, we have used the calculations to consistently correlate the HRTEM results with transport measurements made by a dedicated experiment. Our calculations are in excelent agreement with the experimental data, showing the importance of taking into account the crystallographic properties of metallic nanostructures / Mestrado / Física / Mestre em Física

Orientador: Fernanda Ramos Gadelha / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia / Made available in DSpace on 2018-08-15T15:48:02Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Silva_ThiagoMirandada_M.pdf: 571506 bytes, checksum: c09f01f1f6bb2c2777c4387f5674f71c (MD5) Previous issue date: 2010 / Resumo: O Trypanosoma cruzi é o agente etiológico da doença de Chagas (DC), cujo tratamento é feito através do uso do nifurtimox e benzonidazol. Esses medicamentos não são efetivos tornando a busca para novos alvos para o desenvolvimento de uma terapia mais específica uma prioridade. O alto grau de heterogeneidade existente entre as cepas representa um desafio para o desenvolvimento desta terapia, tornando a compreensão da biologia do parasita essencial nessa busca. O objetivo deste trabalho foi avaliar a funcionalidade do complexo I da cadeia respiratória de epimastigotas de T. cruzi ao longo da curva de proliferação (fases log, estacionária e estacionária tardia). Deste modo foi avaliado em duas cepas (Tulahuen 2 e Y) o consumo de oxigênio, potencial de membrana mitocondrial (??) e a atividade da enzima succinato desidrogenase (SDH), utilizando-se diferentes substratos respiratórios (malato/piruvato (M/P) malato/piruvato + malonato (MPM) ou succinato (SUC)). De um modo geral, em ambas as cepas o consumo de oxigênio foi maior na fase estacionária tardia em relação à log. A utilização de diferentes substratos não resultou em diferenças significativas nas taxas de respiração em ambas as cepas. Tulahuen 2 exibiu maiores taxas de consumo de oxigênio em relação à Y. Não foram observadas diferenças significativas nos valores de controle respiratório (-1,7) nas duas cepas, nas diferentes fases de proliferação. Na presença de um desacoplador da fosforilação oxidativa, as taxas não variaram na cepa Y, enquanto na Tulahuen 2 ocorreu um aumento em direção à fase estacionária tardia. A administração de malonato, inibidor competitivo da SDH, rendeu padrões diferenciados de inibição com a respiração sustentada por diferentes substratos que não variaram quando as células foram submetidas a um "jejum" (incubadas em PBS / 1 raM MgCb) por 3 horas. A atividade da SDH diminuiu em ambas as cepas na fase estacionária em relação à log, justificando a queda das taxas de inibição pelo malonato. Não foram registradas diferenças significativas com o aumento da concentração deste inibidor. A adição de cianeto de potássio não inibiu completamente a respiração, não importando o substrato utilizado ou a fase de proliferação, indicando que outras fontes além da cadeia respiratória estão consumindo oxigênio. Interessantemente, o ?? não variou entre as cepas em nenhuma fase de proliferação. Estes resultados fornecem novos dados sobre a cadeia respiratória do parasita, além de indicarem que não foi possível estabelecer a funcionalidade do complexo I, uma vez que o malonato não é um inibidor eficiente do complexo II. / Abstract: Trypanosoma cruzi is the etiological agent of Chagas' disease, where nifurtimox and benznidazole are used in treatment. These drugs are not efficient turning the search for new targets to be used in the development of a more effective therapy a priority. The high degree of heterogeneity among strains represents a challenge for the development of this therapy, and the comprehension of the parasite biology becomes essential in this search. The aim of this work was to evaluate the functionality of the respiratory chain complex I along the growth curve in T. cruzi epimastigotes. In this way it was analyzed in two strains (Tulahuen 2 and Y) the oxygen consumption, mitochondrial membrane potential (??) and succinate dehydrogenase (SDH) activity, using different respiratory chain substrates (Malate/Pyruvate, Malate/Piruvate + Malonate or Succinate). Generally, in both strains oxygen consumption was higher in the late stationary phase in relation to the log phase. The use of different substrates for the respiratory chain did not lead to significant variations in the respiratory rates in both strains. Tulahuen 2 showed higher oxygen consumption rates than the Y strain. No significant differences were observed in the respiratory control rates (~1,7) in both strains along the growth curve. In the presence of an uncoupler, the respiration rates did not vary in the Y strain while in Tulahuen 2 an increase towards the late stationary phase was observed. Addition of malonate, a SDH competitive inhibitor, resulted in distinct inhibition patterns when respiration was sustained by different substrates and did not change when cells were "starved" (incubated in PBS / 1 mM MgCb) for 3 hours. SDH activity decreased in both strains in the stationary phase in relation to log phase that could explain the decrease in the inhibition rates induced by malonate. No significant differences were observed with higher inhibitor concentration. Addition of potassium cyanide did not completely inhibit respiration in both strains regardless the substrate or growth phase, suggesting that other sources beyond the respiratory chain consume oxygen. Interestingly, ?? were similar between strains in all growth phases. These results provide new data about the parasite's respiratory chain indicating that complex I functionality was not possible to determine, once malonate is not a good inhibitor of complex II. / Mestrado / Bioquimica / Mestre em Biologia Funcional e Molecular

Orientador: Carola Dobrigkeit Chinellato / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Fisica "Gleb Wataghin" / Made available in DSpace on 2018-07-28T02:47:42Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Perles_LuisAugusto_M.pdf: 1248295 bytes, checksum: 6cd75720bf40b787ab7f86ea6ca15b5b (MD5) Previous issue date: 2001 / Resumo: Nesta dissertação de mestrado apresentamos o estudo sobre uma técnica de convolução para o cálculo da distribuição da dose de radiação usada em teleterapia. Este método decompõe em três parcelas a distribuição da energia absorvida pelo meio: uma devida à dose do espalhamento primário, uma devida à dose do espalhamento secundário e uma terceira, devida aos espalhamentos de ordens superiores. Mostramos todo o desenvolvimento teórico do método de cálculo da dose de radiação por convoluções para meios homogêneos e heterogêneos, onde os tecidos moles são tratados todos como tendo a mesma seção de choque que a água. As heterogeneidades são tratadas como de densidades diferentes da água, porém com a mesma seção de choque da água. As funções de transporte de elétrons e fótons foram simuladas no EGS4. Fizemos os cálculos para a energia do 60Co e os resultados apresentaram uma boa concordância quando comparados a resultados experimentais e simulados para campos de até 10 x 10 cm2 a uma profundidade de 26 cm. Com o aumento das dimensões do campo, a profundidade em que há confiabilidade reduz-se. Este fato se deve ao espaço limitado em que o programa EGS4 realiza as simulações dos transportes de fótons de altas ordens de espalhamento. O programa desenvolvido para o cálculo da distribuição de dose de radiação nesta tese tem por objetivo servir de base para outros estudos e pesquisas relativas à aplicação deste método e também poderá ser usado no dia-a-dia da radioterapia após os devidos testes de confiabilidade / Abstract: In this thesis we have applied the convolution techniques to calculate the three dimensional (3D) dose distribution to be used in teletherapy. The convolution method spans the total dose in three parts: one due to the energy released by charged particles produced at the first collisions, one due to the energy released by the first scattered photons, and the last one due to photons of higher order scattering. We have shown up the theoretical development for homogeneous and inhomogeneous media. Cross sections of tissues have been approximated to water like. Heterogeneities are supposed to have the same cross sections as water and their densities have been treated as weight for the dose computations. Electron and photon functions were simulated in a previous step using EGS4. We have done the calculations for 60Co energy and the results have shown good agreement with experimental data sets for .elds less than 10 x 10 cm2 at 26 cm depth. For larger fields the depth of agreement was reduced. We have associated this fact to the limitation of simulation steps, during transport of photons of higher order scattering. The aim of the software developed to calculate the radiation dose distribution in this thesis is to be the basis for other studies and researches related. The appliance in radiotherapy routine will be evaluated after confiability tests / Mestrado / Física / Mestre em Física

Orientador: Gonçalo Amarante Guimarães Pereira / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia / Made available in DSpace on 2018-08-23T08:13:02Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Bassalo_MarceloColika_M.pdf: 8530833 bytes, checksum: 675d7e6b45b1284552a7e3f9939d929a (MD5) Previous issue date: 2013 / Resumo: A sociedade atual é fundamentalmente dependente do petróleo, recurso natural inserido na grande maioria dos setores da economia. Entretanto, fatores como a limitada disponibilidade deste recurso, sua instabilidade no mercado devido a problemas de natureza geopolítica e a emissão de dióxido de carbono ocasionada pela utilização deste combustível, acentuaram as iniciativas para substituir o petróleo por fontes alternativas e renováveis de matéria prima. A bactéria Propionibacterium acidipropionici surge como uma excelente candidata para a substituição de compostos petroquímicos, através da produção do ácido propiônico. No entanto, antes de transformar esta bactéria em uma plataforma industrial, é necessário aprofundar a compreensão do metabolismo deste microrganismo e desenvolver ferramentas de manipulação genética. No que diz respeito à compreensão do metabolismo, poucos estudos avaliaram o perfil aeróbico desta bactéria, considerada anaeróbica estrita até recentemente. No presente trabalho, foi identificada nesta bactéria a presença de todos os componentes de uma cadeia transportadora de elétrons. No entanto, a citocromo c oxidase identificada apresenta-se mutada e os testes realizados confirmaram a não funcionalidade deste complexo. A existência de uma oxidase alternativa, a citocromo bd oxidase, caracterizada pela alta afinidade ao oxigênio, surge então como uma hipótese promissora acerca da microaerofilia desta bactéria. O trabalho também avaliou o perfil fermentativo dessa bactéria em condições aeróbicas com diferentes fontes de carbono, o que ressaltou a enorme flexibilidade metabólica apresentada por P. acidipropionici, capaz de redirecionar o fluxo de carbono para diferentes produtos finais a depender da necessidade de manutenção do balanço redox. Este estudo também revelou uma propriedade bastante peculiar e industrialmente relevante do xarope de cana-de-açúcar. A fermentação aeróbica com este substrato, ao contrário de todas as outras fontes de carbono, apresentou um crescimento superior ao das condições anaeróbicas e, adicionalmente, exibiu um perfil fermentativo próximo ao observado em ausência de oxigênio. A identificação do composto presente no xarope de cana-de-açúcar, responsável por simular o metabolismo anaeróbico, poderia viabilizar a produção do ácido propiônico em dornas de fermentação aeróbicas, o que traria enormes benefícios para a produção economicamente viável do ácido propiônico e na implementação de P. acidipropionici como uma plataforma industrial / Abstract: The dependence of contemporary society on petroleum is axiomatic, and this natural resource could be found intrinsically embedded in the vast majority of economic sectors. Nonetheless, the limited availability of this natural resource, the instability in the stock market due to geopolitical problems, and also the carbon dioxide emissions associated with the use of fossil fuels have highlighted the need to search for renewable energy sources. The bacteria Propionibacterium acidipropionici arises as an excellent strategy for the substitution of petrochemical compounds, through the production of propionic acid. Before we could implement this bacterium as an industrial platform, however, it becomes necessary to enhance the knowledge regarding the metabolism of P. acidipropionici, and thus create a backbone for the development of genetic manipulation tools. Regarding the metabolism of this bacterium, there aren't comprehensive studies about its aerobic metabolism, thus being considered strict anaerobes until recently. In the present work, it was identified that P. acidipropionici has all required components for a functional electron transport chain. However, the cytochrome c oxidase of this bacterium has a frameshift mutation, and the functional studies proved that this complex is not operative. The presence of an alternative oxidase of high oxygen affinity, called cytochrome bd oxidase, is then suggested as a hypothesis to explain the microaerofilic habit of this bacterium. This work has also shed light into the fermentative profile showed by this bacterium under aerobic cultivation with different carbon sources, bringing attention to the highly flexible metabolism of P. acidipropionici. This bacterium has shown to be capable of completely changing its carbon flux to different end products, as a strategy to maintain the redox balance. In addition, this work has also unveiled an interesting and industrially-relevant property of the sugar cane syrup. It was demonstrated that the aerobic cultivation of P. acidipropionici with sugar cane syrup increased the culture growth, as well as it changed the fermentation end products in a way more similar to the anaerobic cultivation. It was hypothesized that this unusual property found in the sugar cane syrup was due to the presence of a mineral compound that could be used as a final electron acceptor by P. acidipropionici. The identification of this specific compound would allow the aerobic production of propionic acid in industrial conditions, and thus could be a major breakthrough to turn its industrial production into an economically viable process / Mestrado / Genetica de Microorganismos / Mestre em Genética e Biologia Molecular