Dissertação [mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Ciência e Engenharia dos Materiais. / Made available in DSpace on 2012-10-23T03:13:55Z (GMT). No. of bitstreams: 1 246838.pdf: 8673689 bytes, checksum: 89a6e82b48187e96423aeea6e2b5a1d9 (MD5) / As diferentes configurações de ímãs dentro do magnétron, para estudos em magnétron sputtering, têm funções múltiplas e críticas sobre o desempenho de sistemas de deposição de filmes em reatores de plasma. Os ímãs usados na retaguarda do alvo têm originalmente o propósito de confinar elétrons nas cercanias do alvo, e assim aumentar a taxa de ionização dos gases usados no reator. Como configurações magnéticas, que possam causar uma ionização dos gases a fim de provocar uma retirada uniforme de material do alvo, não podem ser alcançadas trivialmente, consideráveis esforços são destinados a otimizar disposições alternativas. Estritamente, sob o ponto de vista de aplicação, configurações magnéticas menos cuidadosas podem determinar o aparecimento de zonas de erosão na superfície do alvo que acabam por determinar sub-aproveitamento do mesmo. Em casos extremos há registros de aproveitamento de no máximo 10% do material do alvo. Neste trabalho, por alteração de geometria e posicionamento de ímãs através de simulações e medidas experimentais, se busca explorar configurações que visem aprimorar as condições de confinamento dos elétrons de modo a otimizar o uso e rendimento do material do alvo. Usando aplicativos dedicados (MAXWELL SV e FEMM) foram feitas simulações e também foi desenvolvido um sistema de mapeamento magnético, com o qual efetuamos medidas experimentais. Como resultado da busca se apresenta à configuração atual onde se pretende ter alcançado condição capaz de otimizar o rendimento do material do alvo (rotineiramente Ti).

A Medida de Corrente Induzida por Feixe de Elétrons (EBIC - do inglês Electron Beam-induced Current ) é uma técnica focada nas propriedades de transporte dos portadores de carga minoritários em materiais semicondutores, permitindo a medição direta de propriedades elétricas tais como comprimento de difusão e vida média dos portadores, localização de defeitos e caracterização de zonas de depleção em junções p-n. O contraste EBIC depende da eficiência da coleção de corrente na amostra, permitindo assim a direta visualização de características eletricamente ativas. A avaliação da metodologia de medida EBIC foi realizada através da caracterização de amostras de silício tipo-p e tipo-n, e comparação dos resultados com dados da literatura. Uma vez que a profundidade de penetração do feixe de elétrons do MEV na amostra depende da tensão de aceleração utilizada, foram realizadas medidas EBIC com diferentes tensões de aceleração para avaliar a resolução em profundidade da posição de uma junção p-n formada em uma amostra de silício tipo n implantada com íons de Ga com energia de 5 keV.A medida EBIC na seção transversal de células solares é promissora para a caracterização destes dispositivos, considerando a habilidade da técnica de resolver espacialmente regiões menores do que o tamanho de grão típicos (em torno de 1 m), fornecendo informações que seriam inacessíveis através das técnicas usualmente empregadas, como luminescência e curvas I-V, cujos resultados constituem valores médios representativos de escalas maiores do que a da camada ativa das células. Embora imagens EBIC sejam comumente utilizadas para a análise de defeitos em células solares, poucos trabalhos aplicam a técnica para a caracterização de seções transversais de células solares, especialmente células de terceira geração sensibilizadas por corante (DSSC) do tipo estado sólido. A estabilidade dos dispositivos durante as medições foi verificada, apoiando a aplicação da técnica EBIC na caracterização desse tipo de DSSC. Foram analisadas células com diferentes estruturas e espessuras da camada ativa, e caracterizações complementares com as técnicas EDS e GID foram feitas. Observou-se também a possibilidade de utilização da técnica no controle de qualidade e avaliação dos métodos de produção das células. Diferentes métodos de deposição da camada intermediária na estrutura das DSSCs foram testados, de forma a melhorar a adesão insatisfatória desta camada. A técnica EBIC mostrou-se adequada para a distinção entre células com boa adesão desta camada e células com defeitos de construção, permitindo a introdução de melhorias significativas na fabricação destes dispositivos. / Electron Beam-induced Current (EBIC) measurement is a technique focused on minority carrier transport properties in semiconductor materials, allowing direct measurements of several electrical properties, such as diffusion lengths and lifetime of the carriers, location of defects and depletion zone characterization in p-n junctions. EBIC contrast depends on the current collection efficiency in the sample, thus permitting a direct visualization of electronically active features. The evaluation of the EBIC measuring methodology was performed by the characterization of p- and n-type silicon and the comparison with results from the literature. Since the penetration depth of the electron beam in a sample depends on its acceleration voltage, the EBIC signal was acquired for variable voltage in order to evaluate the depth-resolved location of the p-n junction formed in the n-type silicon implanted with gallium at 5 keV. Direct measurement of EBIC profiles in cross-sections of solar cells is a promising method for device characterization, considering its spatial resolution is smaller than the typical grain sizes (about 1 m), providing informations otherwise inaccessible by the usually employed techniques, such as luminescence and V-I curves, that yield results that represent mean values of scales larger than that of the cell’s active layer. Although the EBIC imaging method is commonly used for defect analysis of solar cells, very few works have applied the thechnique to 3rd. generation solid state dye sensitized solar cell (DSSC) cross-sections. The stability of the devices during the measurement was verified in this work, supporting the application of the EBIC technique for the characterization of this type of DSSCs. DSSCs with different structures and active layer thickness were analyzed, and complementary characterizations with EDS and GID techniques were performed. The applicability of the EBIC thecnique in device quality control, as well as production methods evaluation was observed. Different deposition methods of the intermediate layer of the DSSC structure were tested, in orde to improve the unsatisfactory adhesion of this layer. EBIC showed to be the adequate thechnique to differentiate between well adhered and poorly constructed DSSCs, allowing to introdenuce significant improvements in the device fabrication.

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências Físicas e Matemáticas. Programa de Pós-Graduação em Física, Florianópolis, 2013 / Made available in DSpace on 2013-12-05T22:52:29Z (GMT). No. of bitstreams: 1 319298.pdf: 781203 bytes, checksum: 771a00b3d1b7b1ec224d63f3ce53e695 (MD5) Previous issue date: 2013 / Um novo método de primeiros princípios foi desenvolvido neste trabalho, com o objetivo de considerar os efeitos de polarização de moléculas na presença de pósitrons lentos. Neste cenário, obtivemos seções de choque de baixas energias para pósitrons colidindo com moléculas de H2 e N2, na faixa de energias indo desde 0,1 até 10 eV. Algumas energias em específico foram estudadas para a molécula de H2 com o objetivo de comparar estes resultados com os da literatura. O modelo proposto aqui é baseado na ideia de que a polarização da nuvem eletrônica de uma molécula é causada exclusivamente pelas interações pósitron-elétron. Deste modo, o potencial de polarização é calculado como o valor esperado do hamiltoniano molecular na função de onda polarizada na qual a presença do pósitron é considerada em uma posição fixa, excluindo os termos elétron-elétron da interação. Este operador é avaliado para cada uma destas distâncias, resultando em um potencial de polarização dependente apenas desta coordenada. Os resultados obtidos são comparados com outras aproximações teóricas e experimentais, com uma concordância boa com alguns dados teóricos e outros cálculos mais elaborados. Particularmente, as seções de choque de pósitrons lentos colidindo com moléculas de N2 apresentadas aqui são os únicos resultados na literatura que concordam com os dados experimentais mais recentes. Este é um resultado muito satisfatório, pois o método proposto aqui pode ser aplicado para uma grande variedade de alvos moleculares, e os resultados esperados devem se comparar bem com as medidas mais recentes. <br> / Abstract: A new ab initio method is developed here in order to take into account the polarization effects of molecules in the presence of slow positrons. In this framework, we have obtained low-energy positron cross sections for H2 and N2 molecules, in the energy range of 0,1 to 10 eV. Some specific energies have been studied for the H2 molecule in order to compare its results with those in the literature. The model proposed here is based on the idea that the polarization of the electronic cloud of a molecule is caused exclusively by the positron-electron interactions. So, the polarization potential is calculated as the expected values of the molecular hamiltonian in a polarized wave function in which the positron presence is considered at a fixed distance, excluding the electron-electron interactions. This operator is evaluated for each of those fixed distances, resulting in the polarization energy dependent exclusively on that coordinate. The obtained results are compared to other theoretical and experimental approaches, giving an overall good agreement with some experimental data and more elaborated calculations. Particularly, the cross sections of slow positrons colliding with N2 molecules presented here are the only results in the literature which agrees with the more recent experimental data. This result is very satisfactory, as the proposed method can be applied to a wide variety of molecular targets, and the results are expected to be well comparable to the most recent measurements.

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Ciência e Engenharia de Materiais. / Made available in DSpace on 2012-10-22T00:16:26Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / O presente trabalho apresenta uma avaliação de desempenho realizada na liga 800H, utilizada normalmente em reatores e caldeiras, à temperatura ambiente sob carregamento combinado, este envolvendo componentes axial e de torção, de modos proporcional e não proporcional, com controle de deformação. O enfoque dos ensaios concentra-se na etapa de nucleação de trincas, uma vez que o componente em serviço é solicitado em fadiga biaxial de alto ciclo, oriunda de um carregamento combinado, e a maior parte da vida do componente é consumida nesta etapa. Para a determinação do número de ciclos para nucleação de trinca o ensaio mecânico foi interrompido em diferentes instantes de tempo e a superfície do corpo de prova foi analisada por réplicas metalográficas. Constatou-se que este valor diminui com o aumento da amplitude de deformação imposta no carregamento. As trincas nucleadas foram caracterizadas por suas localizações no interior dos grãos, bem como por suas posições em relação aos planos das trincas, estes últimos perpendiculares às tensões normais máximas. Foi constatado, através de técnica de difração de elétrons retro-espalhados (DERE) obtida no microscópio eletrônico de varredura (MEV), que o plano cristalográfico {001} do grão onde ocorreu a nucleação da trinca é o de menor resistência à fadiga. O tamanho da zona plástica na ponta da trinca foi averiguado através da técnica de contraste por canalização de elétrons (CCE), a qual mostrou-se suficientemente sensível, isto é, precisa, para tal aplicação. A partir da determinação deste valor foi possível caracterizar as trincas em relação ao critério de trinca microestuturalmente ou mecanicamente pequena. A estrutura de discordâncias resultante dos carregamentos foram observadas no MEV e no microscópio eletrônico de transmissão (MET), sendo possível, em muitos casos, dispensar o uso do MET, devido a consistência das imagens obtidas em ambos. Por fim, medidas de microdureza foram relacionadas com os tipos de estruturas de discordâncias resultantes dos carregamentos. Constatou-se que os carregamentos não proporcionais resultam num emaranhado de discordâncias, que dificultam as discordâncias móveis de deslizar, e, consequentemente, apresentam um maior encruamento cíclico e um valor mais elevado de microdureza. Já em carregamentos proporcionais as estruturas de discordância podem ser na forma de labirinto ou célula, apresentando, desta forma, valores menores de encruamento cíclico e microdureza do que em carregamento não proporcional.

Made available in DSpace on 2015-08-20T17:09:49Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2015-02-25. Added 1 bitstream(s) on 2015-08-20T17:26:22Z : No. of bitstreams: 1 000842865.pdf: 954306 bytes, checksum: 12de3f01c9fe5d60be1264deee5c93de (MD5) / Para o sucesso na execução do controle químico de plantas daninhas na cultura da cana-de-açúcar, a seletividade dos herbicidas destaca-se como um fator determinante e de grande importância para o correto posicionamento dos produtos. Cada cultivar pode responder de maneira diferente ao mesmo herbicida na mesma dose e a seletividade não é somente determinada por presença ou não da fitointoxicação visual, pois há relatos de injurias visuais iniciais que não afetaram a produção. Os herbicidas com efeito residual prolongado no solo são empregados recorrentemente, dentre os quais, encontram-se alguns inibidores de fotossistema II. Sendo assim, objetivou-se neste trabalho avaliar os efeitos dos herbicidas amicarbazone, tebuthiuron e diuron + hexazinona sobre a taxa de transporte de elétrons no fotossistema II (ETR), crescimento, desenvolvimento e produtividade das cultivares CTC 4, CTC 9, CTC 17 e RB867515. Foram realizados experimentos em campo e em casa de vegetação para cada uma dessas cultivares. Em casa de vegetação foram realizadas avaliações da ETR, por meio de um fluorômetro portátil, massa de matéria seca e fitointoxicação das plantas e em campo foram feitas avaliações da ETR, número de perfilhos, altura de plantas, diâmetro de colmos, produtividade e características tecnológicas. Em casa de vegetação, o herbicida tebuthiuron causou os menores níveis de redução da ETR pigmentos fotossintéticos, fitotoxicidade, massa de matéria seca e altura das plantas das diferentes cultivares de cana-de-açúcar, seguido pelo amicarbazone, e diuron+hexazinona. Os efeitos dos herbicidas na ETR, pigmentos fotossintéticos e fitotoxicidade foram muito mais intensos em casa de vegetação do que em campo para as diferentes cultivares. Os herbicidas tebuthiuron, amicarbazone e diuron+hexazinona foram seletivos para as diferentes cultivares e as reduções de ETR após a ... / For the successful implementation of chemical weed control on sugarcane crops, the selectivity of herbicides stands out as a determining and very important factor for the correct positioning of products. Each cultivar may respond differently to the same herbicide in the same dose and the selectivity is not only determined by the presence or absence of visual phytotoxicity as there are reports of early visual injuries that did not affect the production. Herbicides with an extended residual effect in the soil are recurrently used, among which are some photosystem II inhibitors. Thus, the objective of this study was to evaluate the effects of the herbicides amicarbazone, tebuthiuron and diuron + hexazinone on the electron transport rate in photosystem II (ETR), growth, development and productivity of CTC 4, CTC 9, CTC 17 and RB867515 sugarcane cultivars. Experiments were carried out in the field and on a greenhouse for each of these cultivars. In the greenhouse, evaluations of dry mass of plants, plant phytointoxication and ETR by means of a portable fluorometer were performed, and in the field evaluations were made of number of tillers, plant height, stalk diameter, productivity, ETR and technological characteristics. In the greenhouse, the herbicide tebuthiuron caused the lowest reduction levels of ETR, photosynthetic pigments, phytotoxicity, dry weight and plant height of the different sugarcane cultivars, followed by amicarbazone, and diuron + hexazinona. The effects of herbicides in ETR, photosynthetic pigments and phytotoxicity were more intense in greenhouse than in the field for all different cultivars. The herbicides tebuthiuron, amicarbazone and diuron + hexazinoa were selective for all different cultivars, and reductions in the ETR after herbicide application did not influence the productivity and technological characteristics of sugarcane.

Made available in DSpace on 2015-09-17T15:24:52Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2014-12-18. Added 1 bitstream(s) on 2015-09-17T15:47:05Z : No. of bitstreams: 1 000845519.pdf: 596007 bytes, checksum: dd56c2650a16bba0afbbcc25340063da (MD5) / Neste trabalho, fizemos uma revisão da técnica do grupo de renormalização numérico originalmente introduzida para estudo de propriedades de sistemas correlacionados. Além da revisão, uma das etapas deste estudo foi aplicá-la para o cálculo numérico da condutância de pontos quânticos considerando duas configurações segundo sua disposição em relação aos eletrodos. A primeira na qual ele se encontra localizado entre dois eletrodos metálicos e a segunda na qual o ponto quântico se encontra lateralmente conectado a um o condutor. Modelos teóricos foram introduzidos para descrever o processo de transporte de elétrons através dos pontos quânticos, assim como permitiram estabelecer relações teóricas básicas entre a condutância e os parâmetros dos Hamiltonianos dos modelos. Com a diagonalização numérica via grupo de renormalização, pudemos calcular a condutância numericamente através de seus autovalores e autovetores. Também conseguimos calcular analiticamente a condutância para as duas disposições dos pontos quânticos considerados e confirmar os resultados numéricos obtidos. Finalmente, todo esse estudo permitiu compreender fisicamente a condução de elétrons através dos pontos quânticos, assim como atestar a e ciência da técnica de renormalização / In this paper, we review the technique of numerical renormalization group (NRG) originally introduced to study the properties of correlated systems. Besides the revision stage of this study, we apply the to NRG calculus of the conductance quantum dots considering two con gurations, depending on the disposition towards the electrodes.In the rst the dot is located between two metal electrodes and in the second the quantum dot is laterally connected to a conductor wire. Theoretical models have been introduced to describe the process of electron transport through quantum dots, as well as allowed to establish basic theoretical relationships between the conductance and the parameters of the model Hamiltonian. With the numerical diagonalization by renormalization group, we calculate the conductance through the eigenvalues and eigenvectors. We also managed to analytically calculate the conductance for the two arrangements of quantum dots considered and con rm the numerical results obtained. Finally, this study allowed physically comprise the conduction of electrons through quantum dots as well as attest the e ciency of the technique of renormalization

Made available in DSpace on 2015-09-17T15:25:40Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2015-03-13. Added 1 bitstream(s) on 2015-09-17T15:46:43Z : No. of bitstreams: 1 000845904_20160313.pdf: 96093 bytes, checksum: 36c11deb84369a73ac078c1896a8eb28 (MD5) Bitstreams deleted on 2016-03-14T11:16:23Z: 000845904_20160313.pdf,. Added 1 bitstream(s) on 2016-03-14T11:17:05Z : No. of bitstreams: 1 000845904.pdf: 856364 bytes, checksum: a41dffa1ba9f42ac1d42c68277056b55 (MD5) / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) / A transferência de elétrons ocorre, por exemplo, em sistemas fotossintéticos. Dentre esses sistemas, a fotossíntese bacteriana destaca-se por ser um processo cíclico. O objetivo deste trabalho é propor um modelo de poços quânticos para estudar a transferência de elétrons em que seus valores de potenciais e o tamanho de cada poço seja inspirado na fotossíntese da bactéria púrpura Rhodobacter sphaeroides, e que através deste modelo seja possível reproduzir e acompanhar a transferência de elétrons no centro de reação. O modelo proposto é formado por quatro poços de potenciais assimétricos e o método de cálculo sugerido é que seja resolvido dois a dois através da solução para o poço duplo assimétrico. Através de uma equação transcendental é possível obter graficamente os autovalores de energia que compõe o modelo. O tempo característico de tunelamento de cada etapa é determinado pela Fórmula de Rabi. Neste trabalho foram resolvidos analiticamente, através de Equação de Schrödinger independente do tempo, os potenciais biestáveis do Poço Duplo Quadrado Unidimensional Simétrico e do Poço Duplo Assimétrico, concentrando neste último grande parte do estudo. Para uma validação do método proposto para os cálculos dos níveis de energia, são resolvidos o Poço Triplo Quadrado Unidimensional Simétrico e Assimétrico, este último com os mesmos potenciais dos três primeiros poços do modelo sugerido neste trabalho / The electron transfer occurs, for instance, in photosynthetic systems. Among these systems, the bacterial photosynthesis stands for being a cyclical process. The objective of this work is to propose a model of quantum wells to study the electrons transfer. The values used to deep of the potential and the size of each well are inspired by the photosynthetic purple bacterium Rhodobacter sphaeroides. From the suggested model it is possible to reproduce and to follow electron transfer in the reaction center of the bacterium. The proposed model consists in four asymmetric potential wells and the suggested method of calculation is to solve the problem two by two using the solution of the asymmetric double well. The eigenvalues of energy is obtained from a transcendental equation. The characteristic time of tunneling from each step of the process is determined from the Rabi formula. In this work, we obtain the analytical solution from independent of time Schrödinger equation for the bistable square symmetric and asymmetric one dimensional potential. For validation of the proposed method the triple square symmetric and asymmetric potentials are resolved

Made available in DSpace on 2014-12-02T11:16:41Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2014-02-14Bitstream added on 2014-12-02T11:21:00Z : No. of bitstreams: 1 000752686.pdf: 1677927 bytes, checksum: 39259b0bc7b91b06d1866f18b7b5f124 (MD5) / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) / Atualmente existe uma grande demanda no desenvolvimento de novas fontes de energia. Uma das possíveis alternativas para produção de energia são as células solares e, dentre estas, as células solares orgânicas. Estas ainda apresentam baixa eficiência na conversão de energia, por isso um grande número de pesquisas vem sendo realizadas com o intuito de melhorar suas características. No presente trabalho estudamos os componentes aceitadores de elétrons, utilizados na camada ativa das células solares orgânicas, especificamente aqueles formados por C60 e seu derivados, que têm sido amplamente estudados, devido ao seu bom desempenho. Estes estudos visam principalmente ajustar os níveis eletrônicos, assim possibilitando o aumento da tensão de circuito aberto e, por sua vez, aumentando a eficiência de conversão de energia. Nesse trabalho propõe-se uma metodologia que apresenta bons resultados na representação das propriedades estruturais e eletrônicas dos sistemas aqui estudados. Esta metodologia utiliza níveis de teoria semi-empíricos e ab initio. Também foram investigados métodos para correlacionar as propriedades eletrônicas dos materiais estudados com a tensão de circuito aberto, já que esta tensão está diretamente relacionada à eficiência das células solares orgânicas. Através deste trabalho encontramos um método capaz de simular a tensão de circuito aberto com desvio médio de 13%. Por fim, investigamos possíveis substituições químicas em derivados de C60. A partir desse estudo, notamos padrões de comportamentos nos níveis eletrônicos ocasionados de acordo com o tipo de substituinte / Today, there is a great demand in the development of new energy resources. One of the possible alternatives for energy production are solar cells and, among them, organic solar cells. They still have low efficiency in energy conversion, therefore a lot of research has been conducted in order to improve their characteristics. In this work we studied the electron acceptor components, used in the active layer of organic solar cells, specifically those formed by C60 and its derivatives, which have been widely studied because their good charge transport properties. These studies mainly aim at adjusting the electronic levels, thus enabling the increase of the open circuit voltage and increasing the efficiency of energy conversion. In this work we propose a methodology that provides good results in the representation of the structural and electronic properties of the systems hereby studied. This methodology is a mix of semiempirical and ab initio theory levels. We also investigated methods to correlate the electronic properties of materials studied with the open circuit voltage, as this is directly linked to the efficiency of organic solar cells. Through this work we found a method to simulate the open-circuit voltage with a medium deviation of 13%. And finally, we investigate possible chemical substitutions on the C60 derivatives. From this study, we observed patterns in electron levels behavior caused according to the type of the substituent

Made available in DSpace on 2014-12-02T11:16:55Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2014-02-28Bitstream added on 2014-12-02T11:20:54Z : No. of bitstreams: 1 000796475.pdf: 2212773 bytes, checksum: 83e5eed0cc62a3b455003a862d382477 (MD5) / Foi estudado teóricamente a densidade local de estados (LDOS), por meio de uma ponta de STM, de sistemas bidimensionais hospedando um adatom e uma segunda impureza localizada abaixo da superfície hospedeira, ambos capacitivamente acoplados a pontas de AFM e atravessados por campos magnético antiparalelos. São analisados dois sistemas, uma monocamada de grafeno e um gás de elétrons bidimensional (2DEG). As pontas de AFM ajustam os níveis das impurezas com respeito à energia de Fermi, onde dois comportamentos constrastantes emergem: o fator de Fano para o grafeno diverge, enquanto no 2DEG ele se aproxima de zero. Como resultado, a degenerescência de spin da LDOS é levantada exclusivamente no sistema do grafeno, em particular para o regime assimétrico da interferência Fano. O resultado deste limite é um fenômeno não intuitivo, que consiste de um fator de Fano dominante devido à impureza que se encontra abaixo do plano de grafeno, mesmo com um forte acoplamento entre a ponta do STM e o adatom. Assim, foi obtida uma condutância completamente polarizada, por meio do deslocamento vertical da posição da ponta de STM. Para melhor conhecimento, este trabalho é a primeira proposta que utiliza o efeito Fano como mecanismo para filtrar spins no grafeno. Esta característica surge a partir de elétrons de Dirac que se comportam como se não tivessem massa, por conta da estrutura de bandas do grafeno, e nos permite empregá-lo como um filtro de spins relativístico Fano / We explore theoretically the density of states (LDOS) probed by an STM tip of 2D systems hosting an adatom and a subsurface impurity, both capacitively coupled to AFM tips and traversed by antiparallel magnetic fields. Two kinds of setups are analyzed, a monolayer of graphene and a two-dimensional electron gas (2DEG). The AFM tips set the impurity levels at the Fermi energy, where two contrasting behaviors emerge: the Fano factor for the graphene diverges, while in the 2DEG it approaches zero. As result, the spin-degeneracy of the LDOS is lifted exclusively in the graphene system, in particular for the asymmetric regime of Fano interference. The aftermath of this limit is a counterintuitive phenomenon, which consists of a dominant Fano factor due to the subsurface impurity even with a stronger STMadatom coupling. Thus we find a full polarized conductance, achievable just by displacing vertically the position of the STM tip. To the best knowledge, our work is the first to propose the Fano effect as the mechanism to filter spins in graphene. This feature arises from the massless Dirac electrons within the band structure and allows us to employ the graphene host as a relativistic Fano spin-filter

Made available in DSpace on 2014-12-02T11:16:55Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2014-02-26Bitstream added on 2014-12-02T11:20:54Z : No. of bitstreams: 1 000796467.pdf: 1758200 bytes, checksum: bfd4db6cb4fdc5f43c50532672283497 (MD5) / De acordo com o Phys. Rev. B 84, 201308(R) (2011), um estado de Majorana isolado na borda de uma longa cadeia de Kitaev em sua fase topológica e conectado a um ponto quântico, resulta em uma transmitância robusta de 1/2 no valor zero da voltagem. Neste trabalho, nós mostramos que a remoção de tal marca pode ser alcançada utilizando uma superfície metálica hospedando dois átomos adsorvidos em um cenário onde ocorre uma quebra de simetria no efeito Fano de tal sistema, que é realizável acoplando-se a cadeia de Kitaev a um desses átomos adsorvidos. Assim, a fim de detectar essa característica experimentalmente, deve-se aplicar o seguinte procedimento de dois estágios: (i) primeiro, em relação aos átomos adsorvidos, é necessário fixar pontas de AFM em valores opostos de voltagem (separação simétrica dos níveis ) e medir, através de uma ponta de STM, a condutância para baixas voltagens; (ii) depois disso, a medida de condutância deve ser repetida com as voltagens invertidas. Para | | longe do nível de energia de Fermi e para o caso de acoplamento forte entre a ponta de STM e o hospedeiro, esta estrutura revela na transmitância, uma anti-ressonância persistente localizada na voltagem zero e imune sob a permutação citada anteriormente, mas caracterizada por uma amplitude que flutua levemente ao redor de 1/2. Entretanto, no caso da ponta de STM atuando como uma sonda, o átomo adsorvido desacoplado da cadeia de Kitaev se torna completamente inerte e nenhuma flutuação é observada. Por consequência, a ponta de STM deve ser considerada no mesmo pé de igualdade com o sistema hospedeiro+átomos adsorvidos. Como resultado, nós verificamos que apesar da pequena diferença entre essas duas anti-ressonâncias de Majorana, a transmitância de baixas voltagens como função da separação simétrica produz dois comportamentos distintos, na qual um deles não é predito segundo a ... / According to the Phys. Rev. B 84, 201308(R) (2011), an isolated Majorana state bound to one edge of a long enough Kitaev chain in the topological phase and connected to a quantum dot, results in a robust transmittance of 1/2 at zero-bias. In this work, we show that the removal of such a hallmark can be achieved by using a metallic surface hosting two adatoms in a scenario where there is a lack of symmetry in the Fano effect, which is feasible by coupling the Kitaev chain to one of these adatoms. Thus in order to detect this feature experimentally, one should apply the following two-stage procedure: (i) first, attached to the adatoms, one has to lock AFM tips in opposite gate voltages (symmetric detuning of the levels ) and measure by an STM tip, the zero-bias conductance; (ii) thereafter, the measurement of the conductance is repeated with the gates swapped. For | | away from the Fermi energy and in the case of strong coupling tip-host, this approach reveals in the transmittance, a persistent dip placed at zero-bias and immune to the aforementioned permutation, but characterized by an amplitude that fluctuates slightly around 1/2. However, in the case of a tip acting as a probe, the adatom decoupled from the Kitaev chain becomes completely inert and no fluctuation is observed. Therefore, the STM tip must be considered in the same footing as the “host+adatoms” system. As a result, we have found that despite the small difference between these two Majorana dips, the zero-bias transmittance as a function of the symmetric detuning yields two distinct behaviors, in which one of them is unpredictable by the standard Fano’s theory. Therefore, to access such a non trivial pattern of Fano interference, the hypothesis of the STM tip acting as a probe should be discarded