Made available in DSpace on 2014-06-11T19:30:54Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2006-03-31Bitstream added on 2014-06-13T18:41:07Z : No. of bitstreams: 1 paula_lc_dr_sjrp.pdf: 2712667 bytes, checksum: 532220ccc7e56ac66281c7460f0834da (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Neste trabalho é investigada a influência de ambientes complexos na dinâmica de reações de transferência de elétrons. O principal objetivo é demonstrar a ocorrência de fenômenos de intermitência em processos de transferência de elétrons. Entender como estes fenômenos são governados pela ação do solvente e caracterizar a dependência da temperatura, também são parte do propósito deste trabalho. O ambiente polar, no qual ocorre a reação, é tratado de modo simples, seguindo o modelo de Onuchic-Wolynes, e é representado por uma única camada de dipolos em torno da cavidade de carga. O método utilizado para realizar este estudo é através de simulação computacional de Monte Carlo. A dinâmica de solvente é estudada observando-se as razões entre os momentos dos tempos de primeira passagem (first passage time) dos eventos de transferência de elétrons, definido como Rn. Primeiramente é feita uma análise do modelo teórico em que o sistema é caracterizado analiticamente através de parâmetros termodinâmicos. Posteriormente os resultados computacionais são analisados e mostram concordância com a teoria. O sistema apresenta três regiões de temperatura, nas quais, o comportamento cinético da reação se alterna em exponencial, não exponencial e novamente exponencial. / In this work, we have investigated the influence of complex environments on electron transfer reaction dynamics. The main objective in this work is to show the occurrence of intermittence phenomenon on electron transfer reactions. The understanding on how these phenomenons are governed by solvent and the temperature dependence characterization, are also addressed. The polar environment, in which the reaction takes place, is treated in a simple way, following the Onuchic-Wolynes model, and it is represented by a single shell of dipoles around a charge cavity. This study is performed using Monte Carlo simulation method. The solvent dynamic is studied by the observation of the ratios of the first passage time of electron transfer events, defined as Rn. Firstly, it is performed the analysis of the theoretical model in which the system is characterized, analytically, by thermodynamics parameters. Next the computational results are analyzed and it shows agreement with the theory. The system exhibits three temperature regimes, in which, the kinetic behavior of the reaction is changed from exponential, to nonexponential and again to exponential.

Orientador: Elso Drigo Filho / Banca: Paulo Cesar Peres de Andrade / Banca: Regina Maria Ricotta / Banca: Jorge Chahine / Banca: Marinônio Cornélio / Resumo: 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 / Abstract: 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 / Doutor

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:23:29Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2008-04-11Bitstream added on 2014-06-13T19:29:34Z : No. of bitstreams: 1 simon_ra_me_bauru.pdf: 585170 bytes, checksum: 22e864a53f831e4bf21be6c6b81ed2f3 (MD5) / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) / Na área de pesquisa em sistemas de elétrons fortemente correlacionados, o modelo das super-redes Hubbard tem sido utilizada para explicar e prever comportamentos de heteroestruturas, como multicamadas magnéticas, que apresentam propriedades diferentes e incomuns, comparadas com as dos sistemas homogêneos análogos, E.G., ordenamentos magnéticos e de carga. Neste contexto, foram estudados nesta dissertação os efeitos da introdução de um novo valor , 'T IND. C', para o parâmetro de hopping de elétron nas interfaces de camadas diferentes da super-rede, ou seja, introduziu-se uma modulação na condução entre as camadas. Variou-se 'T IND. C'entre 0.1T e T, onde T é o parâmetro de hopping entre sítios da mesma camada. Para a lacuna de carga encontramos um comportamento dependente da densidade eletrônica na rede. Em geral, momentos magnéticos locais e a ocupação eletrônica nos sítios, apresentam uma distribuição mais uniforme para 'T IND. C'=0.1T. No entanto, nas densidades onde ocorre um aumento abrupto na lacuna de carga com a diminuição de 'T IND. C', essa uniformidade é mais pronunciada, possivelmente devido a uma comensurabilidade entre a distribuição dos elétrons na cadeia e a estrutura da super-rede. Para as funções de correlação de carga, que foram estudadas através do fator de estrutura, encontramos em alguns casos uma dependência em 'T IND. C' do período do ordenamento correspondente. / In the research field of strongly correlated electron systems, the Hubbard superlattice model has been used for explain and predict the behavior of heterostructures, such as magnetic multilayers, whose unusual properties differ from the properties of the analogous homogeneous counterpart. In this context, we have studied here the effects of introducing a new value for the hopping parameter, 'T IND. C', for electrons between different layers, E.G., we introduced a modulation in the electronic conduction between layers. We consider 'T IND. C' in the range 0.1T to T, where T is the hopping parameter for sites inside the layers. For the charge gap, we found a behavior that depends on the electronic density in the lattice. Local magnetic and electronic occupation on sites, generally, show a greater uniformity with decreasing 'T IND. C'. However, for electronic densities where is an abrupt increase in the charge gap for decreasing 'T IND. C', this uniformity is enhanced, probably due to a commensurability between the electronic distribution in the chain and the underlying superlattice structure. For the charge correlation functions, that were studied through their structure factor, we found in some cases a dependency in 'T IND. C' of the correlations oscillation period.

Made available in DSpace on 2015-03-03T11:52:46Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2014-06-26Bitstream added on 2015-03-03T12:07:02Z : No. of bitstreams: 1 000806339.pdf: 3081330 bytes, checksum: 68af8483e81d7425df9fc272deb7ced1 (MD5) / O nanocompósito faz parte de um tipo de material o qual, apesar de ser obtido pela junção de dois ou mais materiais, não possui simplesmente a união das propriedades individuais de cada componente, mas possuui novas propriedades resultantes da interação entre as fases, justificada pela enorme interface entre estes materiais. Neste trabalho o método Poliol foi utilizado para preparar nanocompósitos SnO2/TiO2, formados de óxidos semicondutores de grande interesse no cenário atual da tecnologia sendo ambos de grande versatilidade para aplicações. Estes óxidos podem apresentar-se com uma mesma estrutura cristalina, a tetragonal do tipo rutila. Porém, apresentam diferentes estruturas eletrônicas e band gaps de energia, conferindo propriedades diferenciadas relacionadas à absorção de luz e à aplicação como sensores de gás. O compósito nanoestruturado e os óxidos sintetizados isoladamente foram caracterizados estruturalmente (DRX, FEG-MEV), por meio de análises térmicas (TG/DTA) e por espectroscopia de absorção de luz na região do ultravioleta, visível e infravermelho. As análises térmicas aliadas à difração de raios X revelaram que a síntese conjunta dos óxidos modifica o precipitado reduzindo a proporção de compostos orgânicos e intermediários e antecipando a formação das fases cristalinas do dióxido de titânio. Na análise por FEG-MEV observou-se que o compósito formado no aquecimento a 500ºC é constituído de nanoportículas de SnO2 suportados por placas maiores de TiO2 e este material, quando submetido à espectroscopia na região UV-Vis, apresentou maior absorção na região do ultravioleta. Foram realizados ensaios fotocatalíticos de descoloração do corante Rodamina B, os quais indicaram que o nanocompósitos possui atividade catalítica intermediária quando comparada aos óxidos isolados. Essa mesma amostra foi submetida a caracterizações elétricas que levaram à proposta de um modelo... / The nanocomposite is part of a class of materials which, despite being obtained by joining two or more materials, it has not simply the sum of the individual properties of resulting from the interaction between the phases, justified by the enormous interface between these materials. In the present work Polyol method was used to prepare SnO2/TiO2 nanocomposites, formed of semiconductor oxides of great interest in today's technology being of great versatility for applications. These oxides may present the same crystal structure, the tetragonal rutile type. However, they present different electronic structures and energy band gaps, giving different properties related to light absorption and application as gas sensors. The synthesized nanostructured composite as well as the isolate oxides were structurally characterized (XRD, FEG-SEM), using thermal analysis (TG/DTA), and light absorption spectroscopy within ultraviolet, visible and infrared regions. The combination of thermal analysis and X ray diffraction revealed that the simulataneous synthesis of two metals modified the precipitate, reducing the proportion of organic and intermediates compounds and anticipating the formation of crystalline phases of titanium oxides. By FEG-SEM analysis it was found that te composite treated at 500ºC consists of SnO2 nanoparticles suported by large plates of TiO2 and this material present highest uptake in the ultraviolet region. Testing photocatalytic discoloration of the dye Rhodamine B indicated that the nanocomposite has an intermediate catalytic activity when compared to the isolate oxides. The same sample was subjected to electrical characterization which led to a simplified model of electron transport in which it is assumed that the existing barrier between TiO2 particles is reduced due to the presence of SnO2 on the their surfaces

Orientador: Dayse Iara dos Santos / Banca: Luis Vicente de Andrade Scalvi / Banca: Luiz Henrique Dall'Antonia / O Programa em Ciência e Tecnologia de Materiais, PosMat, tem caráter institucional e integra as atividades de pesquisa em materiais de diversos campi / Resumo: O nanocompósito faz parte de um tipo de material o qual, apesar de ser obtido pela junção de dois ou mais materiais, não possui simplesmente a união das propriedades individuais de cada componente, mas possuui novas propriedades resultantes da interação entre as fases, justificada pela enorme interface entre estes materiais. Neste trabalho o método Poliol foi utilizado para preparar nanocompósitos SnO2/TiO2, formados de óxidos semicondutores de grande interesse no cenário atual da tecnologia sendo ambos de grande versatilidade para aplicações. Estes óxidos podem apresentar-se com uma mesma estrutura cristalina, a tetragonal do tipo rutila. Porém, apresentam diferentes estruturas eletrônicas e band gaps de energia, conferindo propriedades diferenciadas relacionadas à absorção de luz e à aplicação como sensores de gás. O compósito nanoestruturado e os óxidos sintetizados isoladamente foram caracterizados estruturalmente (DRX, FEG-MEV), por meio de análises térmicas (TG/DTA) e por espectroscopia de absorção de luz na região do ultravioleta, visível e infravermelho. As análises térmicas aliadas à difração de raios X revelaram que a síntese conjunta dos óxidos modifica o precipitado reduzindo a proporção de compostos orgânicos e intermediários e antecipando a formação das fases cristalinas do dióxido de titânio. Na análise por FEG-MEV observou-se que o compósito formado no aquecimento a 500ºC é constituído de nanoportículas de SnO2 suportados por placas maiores de TiO2 e este material, quando submetido à espectroscopia na região UV-Vis, apresentou maior absorção na região do ultravioleta. Foram realizados ensaios fotocatalíticos de descoloração do corante Rodamina B, os quais indicaram que o nanocompósitos possui atividade catalítica intermediária quando comparada aos óxidos isolados. Essa mesma amostra foi submetida a caracterizações elétricas que levaram à proposta de um modelo... / Abstract: The nanocomposite is part of a class of materials which, despite being obtained by joining two or more materials, it has not simply the sum of the individual properties of resulting from the interaction between the phases, justified by the enormous interface between these materials. In the present work Polyol method was used to prepare SnO2/TiO2 nanocomposites, formed of semiconductor oxides of great interest in today's technology being of great versatility for applications. These oxides may present the same crystal structure, the tetragonal rutile type. However, they present different electronic structures and energy band gaps, giving different properties related to light absorption and application as gas sensors. The synthesized nanostructured composite as well as the isolate oxides were structurally characterized (XRD, FEG-SEM), using thermal analysis (TG/DTA), and light absorption spectroscopy within ultraviolet, visible and infrared regions. The combination of thermal analysis and X ray diffraction revealed that the simulataneous synthesis of two metals modified the precipitate, reducing the proportion of organic and intermediates compounds and anticipating the formation of crystalline phases of titanium oxides. By FEG-SEM analysis it was found that te composite treated at 500ºC consists of SnO2 nanoparticles suported by large plates of TiO2 and this material present highest uptake in the ultraviolet region. Testing photocatalytic discoloration of the dye Rhodamine B indicated that the nanocomposite has an intermediate catalytic activity when compared to the isolate oxides. The same sample was subjected to electrical characterization which led to a simplified model of electron transport in which it is assumed that the existing barrier between TiO2 particles is reduced due to the presence of SnO2 on the their surfaces / Mestre

Usamos a teoria quase-linear para estudar os efeitos do transporte radial de partículas na eficiência da geração de corrente por ondas do tipo híbrida inferior (lower hybrid ou LH), em um tokamak modelado como uma lâmina. Nossos resultados numéricos foram obtidos com cinco diferentes modelos do termo de transporte e indicaram que embora a potência absorvida e a corrente gerada possam ser modificadas por efeito do transporte, a proporção de variação dessas quantidades não é muito sensível a uma forma particular do termo de transporte. Na formulação quase-linear utilizada, a evolução no tempo da função distribuição de elétrons, em um dado ponto da geometria de lâmina proposta, ocorre sob a ação de ondas do tipo híbrida inferior, colisões e transporte, e é descrita pela seguinte equação: 8rfe = (8rfehH + (8rfe)COL + (8rfeh . Oterceiro termo pretende demonstrar a natureza e a magnitude dos efeitos de transporte, e é dado pela seguinte forma: (8rfeh = 8s [DT(S) 8sie] , com um coeficiente para difusão espacial dependente de posição. Utilizamos cinco formas totalmente arbitrárias para a dependência de posição, com as quais pretendemos verificar a sensibilidade do processo de geração de corrente a aspectos do termo de difusão.

A situação em que ocorre a interação entre um feixe de elétrons rápidos e um plasma é considerada um modelo fundamental para o estudo de instabilidades cinéticas em plasmas. A dinâmica não linear desta interação vem sendo amplamente estudada, com a intenção de entender melhor os processos por trás da geração de turbulência de Langmuir, observada durante os chamados type II radio bursts e type III radio bursts. Nesses estudos, é comum que seja suposto um feixe de elétrons de baixa densidade, o que leva a um longo intervalo de evolução temporal, muito maior do que o período das ondas que estão sendo consideradas. Para longos períodos de evolução temporal, uma investigação a respeito da atuação dos efeitos colisionais se faz necessária. No presente trabalho, incluímos os efeitos das colisões binárias ao conjunto completo de processos não lineares da instabilidade bump-on-tail, na presença de oscilações eletrostáticas, e obtemos a evolução temporal bidimensional desse sistema. Para isso começamos com uma revisão teórica que inclui teoria cinética de plasmas, teoria de turbulência fraca e um estudo sobre colisões em plasmas. A seguir, adaptamos o operador colisional de Fokker-Planck, na aproximação de Landau, de maneira que pudéssemos agrupá-lo à equação cinética bidimensional para a evolução das partículas. Feito isso, passamos essas equações para a forma de diferenças finitas e as integramos em conjunto com o restante das equações da teoria de turbulência fraca. Uma comparação dos resultados obtidos com a evolução do mesmo sistema na ausência de colisões, nos indica que os primeiros sinais da atuação colisional na função de distribuição, embora muito sutis, surgem logo no início da evolução temporal. No entanto, a evolução das ondas só será afetada pelas colisões bem mais tarde, quando, aparentemente, os processos colisionais passam a dominar a dinâmica do sistema, superando os processos coletivos não lineares. Essa predominância da atuação colisional é percebida como uma lenta, mas progressiva simetrização das distribuições no espaço de velocidades e no espaço de vetor de onda. Os resultados estão de acordo com o esperado e as perspectivas futuras são promissoras. / The situation in which occurs the interaction between a beam of fast electrons and a plasma is considered a fundamental model for the study of kinetic instabilities in plasmas. The nonlinear dynamics of this interaction has been extensively studied with the intention to better understand the processes behind the Langmuir turbulence generation, observed during the so-called type II and type III radio bursts. In these studies, is usual to assume a low density electron beam, which leads to a long time development interval; much longer than the period of the considered waves. For long periods of time evolution, an investigation concerning the action of collisional effects is needed. In this study, we include the effects of binary collisions to the complete set of non-linear processes of the bump-on-tail instability in the presence of electrostatic oscillations, and obtain the solution for the time evolution of the system in two dimensions. For that, we start with a literature review which includes kinetic theory of plasmas, weak turbulence theory and a study of collisions in plasmas. Then we adapt the Fokker-Planck collisional operator, in Landau approach, so we could group it to the two-dimensional kinetic equation for the evolution of the particles. Then, we write these equations in the form of finite difference equations, and integrate them together with the rest of the weak turbulence equations. A comparison of the results obtained with the evolution of the same system in the absence of collisions, indicates that the first signs of collisional activity in the distribution function, although very subtle, appear at the beginning of time evolution. However, the evolution of the waves will only be affected by collisions much later, when the collisional processes apparently dominate the dynamics of the system, overcoming the nonlinear collective processes. This predominance of collisional acting is perceived as a slow but progressive symmetrization of the distributions in the velocity space and the wave vector space. The results are consistent with expectations, and future perspectives are promising.

O problema da universalidade do Efeito de Localização Fraca (ELF) juntamente com correções em ordem 1/N do modelo de Wegner [13] são estudadas em presença de campo magnético utilizando os auto- estados exatos de Landau segundo o método da referencia [6]. Inicialmente calculamos a magnetocondutividade de um gás de elétrons com massas anisotrópicas onde os potenciais espalhadores são distribuidos aleatoriamente. Posteriormente, focalizamos um sistema de duas bandas desordenado onde são permitidos espalhamentos intrabandas e interbandas. Este modelo é explorado com e sem campo magnético. Os resultados indicam que a universalidade do ELF nos modelos citados acima se mantém no limite de campo fraco , bastando redefinir uma constante de difusão e um tempo de relaxação efetivos. Num segundo momento, também calculamos correções em ordem 1/ N à magnetocondutividade no modelo de Wegner em três dimensões pelo método já citado, obtendo que a divergência no limite infravermerlho é eliminada pela presença do campo através da frequência de ciclotron. Um ponto importante a respeito deste modelo é a maneira como calculamos a magnetocondutividade dada a complexidade dos diagramas de Feynman que aparecem a ordem 1/ N neste modelo. Mostramos que , de maneira geral, existem duas formas equivalentes de calculo daquela quantidade (fórmula de Einstein e Abrikosov) . No entanto, pela estrutura de cada uma delas e sob certas circunstancias bem especificas, como por exemplo, os potenciais aleatórios serem. de contato, alguns diagramas que aparecem na expansão perturbativa de uma forma de cálculo (Einstein) , são suprimidos em outra (Abrikosov) , fato este que pode trazer simplificações, como é o caso concreto do modelo de Wegner em limite de campo fraco. Isto faz com que adotemos a fórmula de Abrikosov como estrategia de calculo da condutividade em todos os modelos estudados neste trabalho. / The problem of the universality of the weak localization Effect (WLE) and corrections in order 1/N to Wegner's model are studied in the presence of a magnetic field with a method based on Landau exact eigen-states according to the reference [6]. First , the magnetoconductivity of an anisotropic mass electron gas, in which the scatterer potentials are distributed randomly, was calculated. Second, it was studied a two band disordered system, in which intraband and interband scatterings are allowed. This model is explored with and without magnetic field. The results show that the WLE universality in the models mentioned before remains in the weak field limit, since an effective constant of difusion and an effective time of relaxation are redefined. After that , it were also calculated corrections in order 1/N to the magnetoconductivity in the Wegner's model in three dimensions with the method mentioned before that and the result was the divergence in the infra-red limit is eliminated by the field presence through the cyclotron frequency. Because the complexity of the Feynman diagrams in this model. it is important to highlight the way the magnetoconductivity was calculated. In general it was showed that there are two equivalent ways to calculate that quantity (Einstein and Abrikosov formulas) . Howewer, because of their structures and under certain specific circunstances, such as contact random potentials , some diagrarns which appear in the perturbative expansion of one kind of calculation (Einstein) are supressed in the other (Abrikosov) . This fact may offer some simplification, as it is the case in the Wegner model in weak field limit. For this, Abrikosov formula was used to calculate the conductivity in all the models studied in this thesis.

Quando dirigimos nossa atenção ao deslocamento e rearranjo dos átomos de um alvo submetido à irradiação com feixe de Íons energéticos, designamos o fenômeno como Mistura Por Feixe De Íons, ou abreviadamente, IM ( do inglês "Ion Beam Mixing" ). O progresso na compreensão dos mecanismos do IM tem sido dificultado pela falta de procedimentos padronizados para a obtenção das amostras e análise dos resultados experimentais. Por outro lado, são raros os estudos sistemáticos da fenomenologia do IM em diferentes sistemas. No presente trabalho sugerimos procedimentos seguros para o estabelecimento de uma base fenomenológica mais sólida para o IM discutindo o significado, as incertezas e a relevância das grandezas físicas comumente empregadas no seu estudo. A seguir, são apresentados resultados referentes à interdifusão e formação de fases do sistema Fej Al discutindo seu significado com base em modelos propostos para os mecanismos do IM. / When the primary interest is the atomic rearrangement of a target submitted to ion beam irradiation, the phenomenon is termed Ion Beam Mixing (IM). The lack of common · procedures in producing samples and analysing experimental results has difficulted the progress in the comprehension of the basic mechanisms involved. On the other hand, systematic studies on the IM phenomenon in different systems are scarce. In the present work we suggest safe procedures to establish a more reliable basis for the IM phenomenology by discussing the role played by the physical parameters usually employed in its study. Finally, experimental results concerning the interdiffusion and phase formation in the Fe/ Al system are presented and discussed on the basis of the model mechanisms proposed to understand IM.

The present work is concerned with the theory of optical and magnetic properties of deeo centers in various III-V semiconductors.