Le but principal des travaux dont fait l’objet cette thèse, consiste à estimer le risque de foudroiement d’une structure ou d’un site. Un modèle de protection a donc été développé afin d’évaluer les probabilités d’impact sur chaque partie d’une structure complexe. Ce modèle, qui est une évolution du modèle électrogéométrique servant de référence dans les normes de protection, permet notamment d’identifier « très finement » les zones les plus vulnérables de cette structure, quel que soit le type de coup de foudre. À cet effet, une analyse statistique des données du réseau de détection a également été menée et intégrée au modèle pour tenir compte du type de coup de foudre ou encore du contexte géographique. Dans le but de valider ce modèle, celui-ci a été appliqué au site du Pic du Midi de Bigorre, au sommet duquel un ensemble de diagnostics électriques et optiques a été installé. Ce site en altitude présente une structure relativement complexe de par la présence de divers bâtiments et d’une antenne de télédiffusion. Les mesures expérimentales recueillies sur ce site ont mis en évidence le foudroiement quasi systématique de cette antenne, validant ainsi les résultats fournis par le modèle. Par ailleurs, les différents phénomènes physiques mis en jeu lors du foudroiement d’une structure en altitude ont été étudiés grâce à l’instrumentation développée au sommet du Pic du Midi de Bigorre : sondes de courant, capteurs de champ et réseau de caméras. Les différentes phases d’un coup de foudre ont notamment été analysées à partir des mesures des variations rapides du champ électrique. L’analyse de ces variations à l’échelle de la cellule orageuse a également mis en évidence le fait que des décharges apparaissant à plusieurs dizaines de kilomètres du Pic du Midi peuvent initier un coup de foudre ascendant sur le site. Enfin, à partir de l’allure du courant écoulé lors d’un coup de foudre, déduite des enregistrements vidéo d’une caméra rapide, la polarité et le sens de propagation (descendant ou ascendant) de ces coups de foudre ont pu être associés à leurs caractéristiques temporelles et aux quantités de charges consommées au cours de leurs développements. / The main purpose of this thesis work is to estimate the risk of a structure or a site being struck by lightning. A lightning protection model was developed with the aim to calculate the impact probability on every part of a complex structure. This model is an evolution of the electrogeometric model used as a reference in the lightning protection standards. In particular it allows identifying the most vulnerable areas of the structure, regardless of the type of lightning. To this end, a statistical analysis of the detection network data was also conducted and integrated in the model to take into account the type of flash or the geographical context. In order to validate this model, it was applied to the site of the Pic du Midi de Bigorre, at the top of which several electrical and optical diagnostics were installed. This site in altitude has a relatively complex structure because of the presence of various buildings and a broadcast antenna. The experimental measurements collected on this site show that the broadcast antenna is struck almost systematically which is in line with the results provided by the model. In addition the different physical phenomena involved during a lightning strike on a structure in altitude were studied using the instrumentation developed at the top of the Pic du Midi de Bigorre: current probes, electric field sensors and video cameras. In particular the different phases of a flash were analyzed from the measurements of the electric field variations. The analysis of the latters at the storm cell scale also highlighted the fact that flashes occurring to tens of kilometers from the Pic du Midi can initiate an upward flash on the site. Finally, the lightning current shape was deduced from video recordings of a high-speed camera. Thus the polarity and the propagation direction (upward or downward) of these flashes were associated with their temporal characteristics and with the charges consumed during their development.

A dispersão e absorção das ondas eletromagnéticas que se propagam através de um material dielétrico podem ser medidas ao longo de uma ampla região do espectro que se estende desde a região de freqüências extremamente baixas até a região óptica incluindo as faixas das microondas, objeto de interesse do presente estudo. Dentre os dielétricos, incluem-se os materiais cristalinos e amorfos isolantes e semicondutores. Os vidros de composições (1-x)(60\'P IND. 2\'\'O IND.5\'.\'40\'BA\'\'O).x(\'M\'\'O\'), (1-X)(25\'LI IND. 2\'\'O\'.25\'NA IND. 2\'\'O\'.50\'P IND. 2\'\'O IND. 5\').x(\'M\'\'O\') e 60\'B IND. 2\'\'O IND. 3\'.30\'BA\'\'O\'.\'10\'AL IND. 2\'\'O IND. 3\' onde x é a concentração (mol%) de óxido do metal de transição \'FE\' ou \'CO\' (\'M\'\'O\'), foram escolhidos para representar o comportamento das propriedades dielétricas dos vidros óxidos, tanto na região das freqüências mais baixas (0 - 100 MHz), como na faixa de microondas (2 - 30 GHz). Os íons de metais de transição, quando ocupam posições intersticiais da rede vítrea, como ocorre com os elementos modificadores alcalinos e alcalinoterrosos atuam como compensadores de carga junto às unidades estruturais tetraédricas eletricamente carregadas, formando dipolos permanentes locais, contribuindo para a constante dielétrica do vidro. A polarização desses dipolos, quando submetido ao campo elétrico oscilatório de uma onda eletromagnética, atinge valores maiores às freqüências mais baixas decrescendo gradualmente à medida que estas atingem a região de microondas. Um novo método alternativo foi desenvolvido para a medida da temperatura da transição vítrea (\'T IND. g\') utilizando técnicas de microondas. Mostramos que a posição da inflexão do gráfico da constante dielétrica em função da temperatura do vidro 25\'LI IND. 2\'\'O\'.25\'NA IND. 2\'\'O\'.50\'P IND. 2\'\'O IND. 5\' medida em 9 GHz, na faixa de temperaturas em torno de \'(270 \'+ OU -\' 10) GRAUS\' C coincidiu com o valor da \'T IND. g\' deste vidro obtida por análise térmica diferencial (DTA). Outro método também foi desenvolvido para monitorar o resfriamento do vidro em função do tempo a partir do estado liquido até a solidificação, registrando o sinal de microondas refletido sobre o material vertido no interior de um guia de ondas. Pudemos observar, também, mudanças no espectro de ressonância paramagnética eletrônica (EPR) do vidro fosfato contendo níquel após ter sido irradiado com diferentes níveis de potência das microondas, por cerca de duas horas. Este efeito pode estar relacionado com mecanismos de acoplamento de spins paramagnéticos. Os espectros de transmissão de microondas das amostras de vidros fosfatos contendo diferentes concentrações de cobalto, bário, ferro e manganês, obtidos por meio de uma varredura de freqüências desde 7 até 13 GHz, mostraram a presença de uma intensa atenuação do sinal próximo de 9,7 GHz. Essa atenuação diminuiu conforme aumenta a concentração dos modificadores. / The dispersion and absorption of electromagnetic waves that propagate through a dielectric material can be measured along a wide spectral region ranging from extremely low frequency to the optical region, including microwaves one, which is the subject of interest of the present study. Among dielectrics, there are crystalline and amorphous materials that can be either insulators or semiconductors. Glasses of compositions (1-x)(60\'P IND. 2\'\'O IND.5\'.\'40\'BA\'\'O).x(\'M\'\'O\'), (1-X)(25\'LI IND. 2\'\'O\'.25\'NA IND. 2\'\'O\'.50\'P IND. 2\'\'O IND. 5\').x(\'M\'\'O\') and 60\'B IND. 2\'\'O IND. 3\'.30\'BA\'\'O\'.\'10\'AL IND. 2\'\'O IND. 3\', where x is the concentration (mol %) of the \'FE\' or \'CO\' (\'M\'\'O\') transition metal oxide, were selected to investigate the behavior of the dielectric properties of oxide glasses in the lower frequency range (0 - 100 MHz) and in the microwave region (2- 30 GHz). When transition metal ions occupy interstitial positions in the glass matrix, as it happens with the regular alkaline and alkaline-earth modifier ions, they compensate the electrically charged tetrahedral structural units. As a consequence, local permanent dipoles are formed, contributing to the dielectric constant of the glass. The polarization of these dipoles, when submitted to an oscillating electromagnetic field, is higher at lower frequencies and decreases gradual1y as the frequency approaches the microwave region. An alternative new method was developed to measure the glass transition temperature (\'T IND. g\') using microwave techniques. It was shown that the inflexion position of the dielectric constant of the glass 25\'LI IND. 2\'\'O\'.25\'NA IND. 2\'\'O\'.50\'P IND. 2\'\'O IND. 5\' measured at 9 GHz, in the temperature range about \'(270 \'+ OU -\' 10) GRAUS\' C, coincided with the \'T IND. g\' value obtained by differential thermal analysis (DTA). Another method was also developed for monitoring the melt cooling as a function of time from the liquid to the solid state, by recording the reflected microwave signal crossing the material poured inside the wave guide. We observed, also, changes in the electronic paramagnetic resonance (EPR) spectrum of phosphate glass containing nickel after being irradiated for two hours with several microwave power levels. This effect may be related with coupling and decoupling mechanisms among the spin clusters developed in the sample. The microwave transmission spectra of the phosphate glass samples containing different concentrations of iron, cobalt, barium, manganese and barium, obtained by a frequency sweep from 7 to 13 GHz, presented an intense attenuation of the signal near to 9,7 GHz. This attenuation was found to decrease with the increase of modifier content.

A dispersão e absorção das ondas eletromagnéticas que se propagam através de um material dielétrico podem ser medidas ao longo de uma ampla região do espectro que se estende desde a região de freqüências extremamente baixas até a região óptica incluindo as faixas das microondas, objeto de interesse do presente estudo. Dentre os dielétricos, incluem-se os materiais cristalinos e amorfos isolantes e semicondutores. Os vidros de composições (1-x)(60\'P IND. 2\'\'O IND.5\'.\'40\'BA\'\'O).x(\'M\'\'O\'), (1-X)(25\'LI IND. 2\'\'O\'.25\'NA IND. 2\'\'O\'.50\'P IND. 2\'\'O IND. 5\').x(\'M\'\'O\') e 60\'B IND. 2\'\'O IND. 3\'.30\'BA\'\'O\'.\'10\'AL IND. 2\'\'O IND. 3\' onde x é a concentração (mol%) de óxido do metal de transição \'FE\' ou \'CO\' (\'M\'\'O\'), foram escolhidos para representar o comportamento das propriedades dielétricas dos vidros óxidos, tanto na região das freqüências mais baixas (0 - 100 MHz), como na faixa de microondas (2 - 30 GHz). Os íons de metais de transição, quando ocupam posições intersticiais da rede vítrea, como ocorre com os elementos modificadores alcalinos e alcalinoterrosos atuam como compensadores de carga junto às unidades estruturais tetraédricas eletricamente carregadas, formando dipolos permanentes locais, contribuindo para a constante dielétrica do vidro. A polarização desses dipolos, quando submetido ao campo elétrico oscilatório de uma onda eletromagnética, atinge valores maiores às freqüências mais baixas decrescendo gradualmente à medida que estas atingem a região de microondas. Um novo método alternativo foi desenvolvido para a medida da temperatura da transição vítrea (\'T IND. g\') utilizando técnicas de microondas. Mostramos que a posição da inflexão do gráfico da constante dielétrica em função da temperatura do vidro 25\'LI IND. 2\'\'O\'.25\'NA IND. 2\'\'O\'.50\'P IND. 2\'\'O IND. 5\' medida em 9 GHz, na faixa de temperaturas em torno de \'(270 \'+ OU -\' 10) GRAUS\' C coincidiu com o valor da \'T IND. g\' deste vidro obtida por análise térmica diferencial (DTA). Outro método também foi desenvolvido para monitorar o resfriamento do vidro em função do tempo a partir do estado liquido até a solidificação, registrando o sinal de microondas refletido sobre o material vertido no interior de um guia de ondas. Pudemos observar, também, mudanças no espectro de ressonância paramagnética eletrônica (EPR) do vidro fosfato contendo níquel após ter sido irradiado com diferentes níveis de potência das microondas, por cerca de duas horas. Este efeito pode estar relacionado com mecanismos de acoplamento de spins paramagnéticos. Os espectros de transmissão de microondas das amostras de vidros fosfatos contendo diferentes concentrações de cobalto, bário, ferro e manganês, obtidos por meio de uma varredura de freqüências desde 7 até 13 GHz, mostraram a presença de uma intensa atenuação do sinal próximo de 9,7 GHz. Essa atenuação diminuiu conforme aumenta a concentração dos modificadores. / The dispersion and absorption of electromagnetic waves that propagate through a dielectric material can be measured along a wide spectral region ranging from extremely low frequency to the optical region, including microwaves one, which is the subject of interest of the present study. Among dielectrics, there are crystalline and amorphous materials that can be either insulators or semiconductors. Glasses of compositions (1-x)(60\'P IND. 2\'\'O IND.5\'.\'40\'BA\'\'O).x(\'M\'\'O\'), (1-X)(25\'LI IND. 2\'\'O\'.25\'NA IND. 2\'\'O\'.50\'P IND. 2\'\'O IND. 5\').x(\'M\'\'O\') and 60\'B IND. 2\'\'O IND. 3\'.30\'BA\'\'O\'.\'10\'AL IND. 2\'\'O IND. 3\', where x is the concentration (mol %) of the \'FE\' or \'CO\' (\'M\'\'O\') transition metal oxide, were selected to investigate the behavior of the dielectric properties of oxide glasses in the lower frequency range (0 - 100 MHz) and in the microwave region (2- 30 GHz). When transition metal ions occupy interstitial positions in the glass matrix, as it happens with the regular alkaline and alkaline-earth modifier ions, they compensate the electrically charged tetrahedral structural units. As a consequence, local permanent dipoles are formed, contributing to the dielectric constant of the glass. The polarization of these dipoles, when submitted to an oscillating electromagnetic field, is higher at lower frequencies and decreases gradual1y as the frequency approaches the microwave region. An alternative new method was developed to measure the glass transition temperature (\'T IND. g\') using microwave techniques. It was shown that the inflexion position of the dielectric constant of the glass 25\'LI IND. 2\'\'O\'.25\'NA IND. 2\'\'O\'.50\'P IND. 2\'\'O IND. 5\' measured at 9 GHz, in the temperature range about \'(270 \'+ OU -\' 10) GRAUS\' C, coincided with the \'T IND. g\' value obtained by differential thermal analysis (DTA). Another method was also developed for monitoring the melt cooling as a function of time from the liquid to the solid state, by recording the reflected microwave signal crossing the material poured inside the wave guide. We observed, also, changes in the electronic paramagnetic resonance (EPR) spectrum of phosphate glass containing nickel after being irradiated for two hours with several microwave power levels. This effect may be related with coupling and decoupling mechanisms among the spin clusters developed in the sample. The microwave transmission spectra of the phosphate glass samples containing different concentrations of iron, cobalt, barium, manganese and barium, obtained by a frequency sweep from 7 to 13 GHz, presented an intense attenuation of the signal near to 9,7 GHz. This attenuation was found to decrease with the increase of modifier content.

In this thesis, Terahertz Time-Domain spectroscopy (THz-TDS) was used in order to measure the electrical properties of silicon solar cells. The advantage of THz-TDS is that it allows us to measure the electrical properties without electrical contacts. In order to perform these measurements, a reflection based system was constructed and the changes in the peak amplitude in the time-domain under a, 450mW 808 nm continuous wave laser source were measured. The solar cell that was used in this thesis was manufactured in Middle East Technical University Microelectromechanical Systems (METU-MEMS) research laboratories located in Ankara, Turkey. The solar cell that we used in the measurements had a thickness of 0.45 mm and was produced on a single silicon crystal in &lt / 100&gt / direction. It is made up of a p-type base and n-type emitter to create p-n junction. Also, it has a Si4N3 AR coating and Al back contacts on it. To compare the THz measurements to that of electrical measurements, some electrical contact measurements were performed on the solar cell under laser illumination. By using these measurements, the energy conversion efficiency and the quantum efficiency of the solar cell were calculated and measured as 3.44 % and 7%, respectively under the 450mW, 808nm illumination on a specific area of the cell. The results that were obtained form the electrical measurements were compared with the THz results. We found that in order to understand the efficiency of the solar cell using THz-TDRS, a more comprehensive study needs to be done where the changes in the reflection of the THz radiation under different excitation powers and different configurations of the system need to be studied.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:23:30Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2008-12-19Bitstream added on 2014-06-13T20:50:24Z : No. of bitstreams: 1 pinheiro_mal_me_bauru.pdf: 1192855 bytes, checksum: 66755e7d207e28d90240b6062ca10066 (MD5) / Neste trabalho foi feita a produção e caracterização de amostras em formato de pó e filmes do material semicondutor dióxido de estanho (Sn 'O IND. 2') dopado com o terra-rara cério (Ce). Os filmes finos de (Sn 'O IND. 2') são preparados pelo método sol-gel e depositados pela técnica de molhamento (dip-coating). A incorporação de 'Ce POT. 3+' ou 'Ce POT. 4+' aumenta drasticamente a resistividade, quando comparado com filmes finos não dopados. A anális estrutural foi feita utilizando a técnica de difração de raios X e o método de refinamento Rietveld, onde se constatou cristalitos de dimensões nanoscópicas entre 5-7nm, para os filmes. O grande número de cristalitos diminui a mobilidade eletrônica devido ao aumento da densidade de barreira de potencial entre os grãos por unidade de volume. Uma alta dopagem leva a uma baixa condutividade quando no sal precursor usado temos 'Ce POT. 3+', o que assegura o comportamento naturalmente aceitador desse dopante. Medidas de corrente em função da voltagem para diversas temperaturas mostram o mecanismo de condução Schottky como dominante, ainda que um processo de tunelamento pareça ser uma boa aproximação para os desvios observados quando baixos campos elétricos são aplicados. Para o dopante 'Ce POT. 4+', um aumento na largura da região de depleção do contorno de grão parece ser responsável pela alta resistividade, resultando em um maior espalhamento de elétrons. Medidas realizadas sob pressão ambiente levam a barreiras de potencial mais altas do que as medidas feitas sob vácuo, devido a absorção de oxigênio na superfície das partículas. Para temperaturas maiores do que '150 GRAUS', sob condições de vácuo, pode acontecer a eliminação de espécies 'O POT. 2 -', mudando o comportamento da relação corrente-voltagem em amostras dopadas com 'Ce POT. 4+'. / In this work, the production and characterization of the semiconductor tin dioxide (Sn 'O IND. 2'), doped with the rare earth cerium (Ce), is done. Samples are produced in the form of thin and powders. The thin films are prepared by the sol-gel-dip-coating technique. Incorporation of 'Ce POT. 3+' ou 'Ce POT. 4+' increases drastically the resistivity, when compared to undoped thin films. Structural analysis is done by X ray diffraction technique and the Rietveld refinement method, which yields crystallites in the nanoscopic 5-7 nm range, for the films. The high number of crystallites decreases the electronic mobility due to the increase in the density of potential barriers between grains by volume unit. A high doping leads to low conductivity, when... (Complete abstract click electronic access below)

Nanofios semicondutores de óxido metálico apresentam enorme potencial em aplicações de nano-sensoriamento de diferentes gases e substâncias químicas e biológicas, bem como na aplicação a detectores UV-visível. Neste trabalho, desenvolvemos e aperfeiçoamos a síntese de nanofios de ZnO em substratos de safira (001), silício (111) e silício (100) sob diferentes concentrações de oxigênio usando o processo de transporte de vapor-liquido-sólido (VLS). No presente trabalho, investigamos a influência da concentração de oxigênio no crescimento de nanofios de ZnO por Espectroscopia de Fotoluminescência a temperatura variável com a finalidade de estudo da mudança na concentração de defeitos. Apresentamos, ainda, caracterizações elétricas (IxV e Ixt) de nanoestruturas de ZnO sob diferentes pressões com o objetivo de estudar os defeitos envolvidos nos processos de transportes eletrônicos. Por último, propomos o desenvolvimento de micro-contatos através da técnica de microfeixe iônico e através de nanolitografia por feixe de elétrons com a finalidade de aplicações a sensores químicos, gasosos e fotodetectores. / Metal oxide nanowires semiconductors have enormous potential in high-sensitive, fast and selective sensing applications. It may be used to selectively detect different gases, chemical and biological substances and also in UV-visible photodetectors. The described processes involve the synthesis as well as the characterization of ZnO nanowires grown on sapphire (001), silicon (100) e silicon (111) substrates by the Vapor-liquid-solid transport method. In the present work, we describe the influence of oxygen concentration introduced in the growth step measured by photoluminescence at variable temperature to demonstrate the change in defect levels emission (DLE). Furthermore, we have shown electrical characterization (IxV and Ixt) in order to study the ambient effect for transport mechanisms in ZnO nanowires. We also report the development of crucial steps in the fabrication for an upcoming ZnO nanowire sensor device (gas, chemical and photodetector) using lithography techniques such as ion micro-beam and electron beam with the purpose of fabricating metallic micro-pads.

Orientador: Luis Vicente de Andrade Scalvi / Banca: Sandra Helena Pulcinelli / Banca: Antonio Carlos Hernandes / O Programa de Pós-Graduação em Ciência e Tecnologia de Materiais, PosMat, tem caráter institucional e integra as atividades de pesquisa em materiais de diversos campi da Unesp / Resumo: Neste trabalho foi feita a produção e caracterização de amostras em formato de pó e filmes do material semicondutor dióxido de estanho (Sn 'O IND. 2') dopado com o terra-rara cério (Ce). Os filmes finos de (Sn 'O IND. 2') são preparados pelo método sol-gel e depositados pela técnica de molhamento (dip-coating). A incorporação de 'Ce POT. 3+' ou 'Ce POT. 4+' aumenta drasticamente a resistividade, quando comparado com filmes finos não dopados. A anális estrutural foi feita utilizando a técnica de difração de raios X e o método de refinamento Rietveld, onde se constatou cristalitos de dimensões nanoscópicas entre 5-7nm, para os filmes. O grande número de cristalitos diminui a mobilidade eletrônica devido ao aumento da densidade de barreira de potencial entre os grãos por unidade de volume. Uma alta dopagem leva a uma baixa condutividade quando no sal precursor usado temos 'Ce POT. 3+', o que assegura o comportamento naturalmente aceitador desse dopante. Medidas de corrente em função da voltagem para diversas temperaturas mostram o mecanismo de condução Schottky como dominante, ainda que um processo de tunelamento pareça ser uma boa aproximação para os desvios observados quando baixos campos elétricos são aplicados. Para o dopante 'Ce POT. 4+', um aumento na largura da região de depleção do contorno de grão parece ser responsável pela alta resistividade, resultando em um maior espalhamento de elétrons. Medidas realizadas sob pressão ambiente levam a barreiras de potencial mais altas do que as medidas feitas sob vácuo, devido a absorção de oxigênio na superfície das partículas. Para temperaturas maiores do que '150 GRAUS', sob condições de vácuo, pode acontecer a eliminação de espécies 'O POT. 2 -', mudando o comportamento da relação corrente-voltagem em amostras dopadas com 'Ce POT. 4+'. / Abstract: In this work, the production and characterization of the semiconductor tin dioxide (Sn 'O IND. 2'), doped with the rare earth cerium (Ce), is done. Samples are produced in the form of thin and powders. The thin films are prepared by the sol-gel-dip-coating technique. Incorporation of 'Ce POT. 3+' ou 'Ce POT. 4+' increases drastically the resistivity, when compared to undoped thin films. Structural analysis is done by X ray diffraction technique and the Rietveld refinement method, which yields crystallites in the nanoscopic 5-7 nm range, for the films. The high number of crystallites decreases the electronic mobility due to the increase in the density of potential barriers between grains by volume unit. A high doping leads to low conductivity, when... (Complete abstract click electronic access below) / Mestre

Nanofios semicondutores de óxido metálico apresentam enorme potencial em aplicações de nano-sensoriamento de diferentes gases e substâncias químicas e biológicas, bem como na aplicação a detectores UV-visível. Neste trabalho, desenvolvemos e aperfeiçoamos a síntese de nanofios de ZnO em substratos de safira (001), silício (111) e silício (100) sob diferentes concentrações de oxigênio usando o processo de transporte de vapor-liquido-sólido (VLS). No presente trabalho, investigamos a influência da concentração de oxigênio no crescimento de nanofios de ZnO por Espectroscopia de Fotoluminescência a temperatura variável com a finalidade de estudo da mudança na concentração de defeitos. Apresentamos, ainda, caracterizações elétricas (IxV e Ixt) de nanoestruturas de ZnO sob diferentes pressões com o objetivo de estudar os defeitos envolvidos nos processos de transportes eletrônicos. Por último, propomos o desenvolvimento de micro-contatos através da técnica de microfeixe iônico e através de nanolitografia por feixe de elétrons com a finalidade de aplicações a sensores químicos, gasosos e fotodetectores. / Metal oxide nanowires semiconductors have enormous potential in high-sensitive, fast and selective sensing applications. It may be used to selectively detect different gases, chemical and biological substances and also in UV-visible photodetectors. The described processes involve the synthesis as well as the characterization of ZnO nanowires grown on sapphire (001), silicon (100) e silicon (111) substrates by the Vapor-liquid-solid transport method. In the present work, we describe the influence of oxygen concentration introduced in the growth step measured by photoluminescence at variable temperature to demonstrate the change in defect levels emission (DLE). Furthermore, we have shown electrical characterization (IxV and Ixt) in order to study the ambient effect for transport mechanisms in ZnO nanowires. We also report the development of crucial steps in the fabrication for an upcoming ZnO nanowire sensor device (gas, chemical and photodetector) using lithography techniques such as ion micro-beam and electron beam with the purpose of fabricating metallic micro-pads.

Nanofios semicondutores de óxido metálico apresentam enorme potencial em aplicações de nano-sensoriamento de diferentes gases e substâncias químicas e biológicas, bem como na aplicação a detectores UV-visível. Neste trabalho, desenvolvemos e aperfeiçoamos a síntese de nanofios de ZnO em substratos de safira (001), silício (111) e silício (100) sob diferentes concentrações de oxigênio usando o processo de transporte de vapor-liquido-sólido (VLS). No presente trabalho, investigamos a influência da concentração de oxigênio no crescimento de nanofios de ZnO por Espectroscopia de Fotoluminescência a temperatura variável com a finalidade de estudo da mudança na concentração de defeitos. Apresentamos, ainda, caracterizações elétricas (IxV e Ixt) de nanoestruturas de ZnO sob diferentes pressões com o objetivo de estudar os defeitos envolvidos nos processos de transportes eletrônicos. Por último, propomos o desenvolvimento de micro-contatos através da técnica de microfeixe iônico e através de nanolitografia por feixe de elétrons com a finalidade de aplicações a sensores químicos, gasosos e fotodetectores. / Metal oxide nanowires semiconductors have enormous potential in high-sensitive, fast and selective sensing applications. It may be used to selectively detect different gases, chemical and biological substances and also in UV-visible photodetectors. The described processes involve the synthesis as well as the characterization of ZnO nanowires grown on sapphire (001), silicon (100) e silicon (111) substrates by the Vapor-liquid-solid transport method. In the present work, we describe the influence of oxygen concentration introduced in the growth step measured by photoluminescence at variable temperature to demonstrate the change in defect levels emission (DLE). Furthermore, we have shown electrical characterization (IxV and Ixt) in order to study the ambient effect for transport mechanisms in ZnO nanowires. We also report the development of crucial steps in the fabrication for an upcoming ZnO nanowire sensor device (gas, chemical and photodetector) using lithography techniques such as ion micro-beam and electron beam with the purpose of fabricating metallic micro-pads.

Esta tese apresenta um algoritmo capaz de detectar eventos que afetam a qualidade de energia e quantificar níveis de distorção harmônica utilizando poucos recursos de processamento. A carga de processamento reduzida é compatível com os processadores utilizados em medidores de faturamento monofásicos de baixo custo. Outros métodos de detecção, que exigem maior capacidade de processamento, podem comprometer o funcionamento destes medidores. O algoritmo proposto utiliza o sinal monofásico amostrado e gera sinais equivalentes a um sistema polifásico virtual capaz de detectar variações de tensão de curta duração e transitórios oscilatórios de baixa frequência. Distorções harmônicas presentes no sinal amostrado podem ser quantificadas em grupos, como múltiplos do número de fases virtuais criadas. São apresentados os algoritmos utilizados e os resultados obtidos com simulações para conversões A/D de 10 e 12 bits. O algoritmo foi testado com um processador de baixo custo com conversor A/D de 10 bits e seus resultados são comparados com as simulações. / This thesis presents an algorithm able to detect events that affect power quality and quantify levels of harmonic distortion using few memory and low processing resources. The reduced processing load is compatible with processors used in low-cost single-phase billing meters. Other detection methods, which require greater processing power, may compromise those meters operations. The proposed algorithm uses the phase sampled signal and generates a virtual equivalent polyphase system, capable of detecting voltage sags, swell and low frequency oscillatory transient signals. The harmonic distortion present in the sampled signal can be quantified in groups, related with the number of virtual phases created. The algorithms were simulated with 10 and 12 bits A/D and the results obtained are shown. A test meter, based on a low-cost processor with a 10 bits A/D converter, was programmed with this algorithm and its results are compared with simulations.