Orientador: Lucas Fugikawa Santos / Banca: Gregório Couto Faria / Banca: Cleber Alexandre de Amorim / Resumo: No presente trabalho produziram-se filmes finos transparentes de ZnO depositados pela técnica de spray-pirólise com objetivo de estudar o comportamento de suas propriedades elétricas durante a incidência de luz UV e após a incidência de luz (no escuro). Para tal, foram propostos três designs experimentais do tipo fatorial de dois níveis, um do tipo fatorial fracionário com base no modelo de Plackett-Burman e dois fatoriais completos. Na realização desses experimentos, variou-se parâmetros de produção do filme e também parâmetros experimentais no momento da realização da medida, sendo nove parâmetros no total. Através dos dados obtidos nesses experimentos, obteve-se respostas experimentais. Em cima disso foram realizadas analises estatísticas. Assim, através dessas análises se conheceu quais os fatores experimentais tiveram maior influência em cada uma dessas respostas e os resultados obtidos tiveram um bom acordo com a teoria, indicando a eficácia dos experimentos fatoriais de dois níveis realizados. Por fim, foi realizado medidas de predição e comparado as respostas obtidas nessas medidas com os dados estatísticos obtidos. Através dessa comparação, foi encontrado uma resposta reprodutível, indicando assim a possibilidade aplicação de filmes de ZnO na área de sensores / Abstract: In the present work, transparent thin films of ZnO deposited by the spray - pyrolysis technique were used to study the behavior of their electrical properties during the incidence of UV light and after the incidence of light (in the dark). For that, three experimental designs of the two - level factorial type were proposed, one of the fractional factorial type based on the Plackett - Burman model and two complete factorials. In the performance of these experiments, parameters of production of the film were varied as well as experimental parameters at the moment of the measurement, being nine parameters in total. Through the data obtained in these experiments, experimental responses were obtained. Statistical analyzes were performed on top of this. Thus, through these analyzes it was known which experimental facto rs had the greatest influence on each one of these responses and the results obtained had a good agreement with the theory, indicating the effectiveness of the two - level factorial experiments performed. Finally, prediction measures were performed and the r esponses obtained in these measurements were compared with the statistical data obtained. Through this comparison, a reproducible response was found, thus indicating the possibility of applying ZnO films in the area of sensors / Mestre

Em arqueometria e nas ciências aplicadas, metodologias físicas e químicas são de grande utilidade para estudar diferentes materiais e objetos do patrimônio cultural como pinturas de cavalete, murais, cerâmicas, metais, etc. No caso particular de pinturas, tais análises podem auxiliar na compreensão do processo criativo, dos materiais utilizados pelo artista e do estado de conservação desta obra. No contexto deste último item, podem ser caracterizados sinais de degradação, como a alteração de cores. Dentro do objetivo de compreender a degradação de alguns pigmentos por exposição luminosa, estudaram-se os pigmentos amarelo de cádmio (CdS), amarelo de cromo (PbCrO4), azul de cobalto (CoAl2O4) e cerúleo (Co2SnO4), sendo estes dois últimos também misturados ao branco de zinco (ZnO). Tais estudos foram realizados através de três ensaios com amostras padrões preparadas com estes pigmentos: fotodegradação induzida na linha TGM (Toroidal Grating Monochromator) do Laboratório Nacional de Luz Síncrotron; exposição à luz ultravioleta no simulador solar SOL-UV; e exposição às radiações ultravioleta, visível e infravermelha em uma câmara projetada neste mestrado. Os resultados apontaram para indicativos de alteração em todas as amostras, em especial mudanças no espectro de reflectância na região do visível. Por fim, analisaram-se amostras de tintas obtidas de obras do pintor Candido Portinari que possuíam indícios de alteração cromática. A partir destes fragmentos, construíram-se modelos estratigráficos dos materiais utilizados pelo artista nestas pinturas. / In archeometry and applied sciences, physical and chemical methodologies are very useful for studying different materials and objects of cultural heritage such as easel paintings, murals, ceramics, metals, etc. In the particular case of paintings, such analyses can help in understanding the creative process, the materials used by the artist and the conservation status of this work. In the context of this latter item, signs of degradation, such as color change, can be characterized. In order to understand the degradation of some pigments by light exposure, the cadmium yellow (CdS), chrome yellow (PbCrO4), cobalt blue (CoAl2O4) and cerulean blue (Co2SnO4) pigments were studied, the latter two being also mixed with zinc white pigment (ZnO). Such studies were carried out through three experiments prepared with these pigments: photodegradation induced in the TGM (Toroidal Grating Monochromator) line of the National Laboratory of Synchrotron Light; exposure to ultraviolet light in the SOL-UV solar simulator; and exposure to ultraviolet, visible and infrared radiation in a chamber designed in this master\'s degree. The results pointed out changes in all samples, especially in their reflectance spectrum in the visible region. Finally, samples obtained from works by the painter Candido Portinari that had signs of chromatic alteration were analyzed. Based on these fragments, stratigraphic models of the materials used by the artist in these paintings could be constructed.

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Nanoscience is an interdisciplinary science that could be defined as the search and study of new properties (physical, chemical, etc..) that emerge as the size of materials is reduced down to nanometric scale (or nanoscale). A valuable tool for achieving this end is the Scanning Tunneling Microscope (STM). Since its invention by Binnig and Rohrer, the STM has become an essential tool for the characterization and manipulation at the nano-scale. Many other microscopes have been developed rooted in the STM, thus giving birth to the family of Scanning Probe Microscopes (SPM). One of the achievements of this work has been the design and calibration of a SPM which allows a simultaneous measurement of electron transport and mechanical properties (adhesion force and energy dissipation) of nanostructures, in varying conditions of temperature from 1.5K to room temperature. This microscope has a conducting tip fixed at one of the arms of a microfabricated quartz tuning fork used in the resonant detection of forces. This detection system was also implemented and tested on a commercial microscope operating in ultra high vacuum and low temperatures conditions. With the microscopes above electrical and mechanical properties of different nanostructures, including atomic size contacts, surface molecules, nano-capacitors and graphite, have been studied. It is also worth mentioning the experimental development of a new technique of local grapheme electro-exfoliation on graphite and its explanation by means of a theoretical model. / La nanociencia es una ciencia interdisciplinaria que podríamos definir como la búsqueda y estudio de nuevas propiedades (físicas, químicas, etc.) que emergen al reducir el tamaño de los materiales a la escala nanométrica. Un instrumento de gran valor para alcanzar este fin es el Microscopio de Efecto Túnel (STM). Desde su invención por Binnig y Rohrer, el STM se ha convertido en una herramienta esencial para la caracterización y la manipulación en la nano-escala. A partir del STM se han desarrollado otros microscopios generando así la familia de Microscopios de Sonda Local (SPM). Uno de los logros conseguidos en esta tesis de doctorado es el diseño y calibración de un SPM que permite hacer medidas simultáneas de transporte electrónico y propiedades mecánicas (fuerza de adhesión y disipación de energía) de nanoestructuras, en condiciones variables de temperatura desde 1.5K hasta temperatura ambiente. Este microscopio utiliza una punta conductora fijada en uno de los brazos de un diapasón de cuarzo microfabricado, para la detección resonante de fuerzas. Este sistema de detección fue también implementado y probado en un microscopio comercial que opera en condiciones de ultra alto vacío y bajas temperaturas. Con dichos microscopios se han estudiado las propiedades eléctricas y mecánicas diferentes nanoestructuras incluyendo contactos de tamaño atómico, moléculas en superficie, nano-capacitores y grafito. Es de destacar también el desarrollo experimental de una nueva técnica de electroexfoliación local de grafeno sobre grafito y su explicación por medio de un modelo teórico. / This work has been supported by the Departamento de Física of the Universidad Nacional de Costa Rica and the grants MAT2007-65487, 31099-E and CONSOLIDER CSD2007-0010, and partly by the European Union through MolSpinQIP.

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Entre la amplia variedad de materiales nanocristalinos ferromagnéticos existe un pequeño grupo que presenta un comportamiento histerético muy particular: el ciclo de histéresis está desplazado en el eje horizontal y su silueta es asimétrica. Normalmente, la ruptura de la simetría del ciclo de histéresis se ha observado en materiales que tienen anisotropía de canje, sin embargo el comportamiento histerético anómalo a que nos referimos aquí presenta unas características que claramente lo diferencian de éste.En el presente trabajo de tesis se ha analizado la relación entre la nanocristalización de la aleación Co66 Fe4 Mo2Si16B12 y su histéresis magnética. Se ha hecho un estudio experimental para relacionar la microestructura en volumen y superficie de muestras tratadas térmicamente con el fenómeno del ciclo de histéresis desplazado. El origen de este desplazamiento se ha atribuido a la interacción dipolar entre las fases magnéticamente blanda (matriz amorfa) y dura (cristales embebidos en la matriz amorfa). Basándonos en este modelo se han simulado numéricamente la forma de los ciclos y la evolución de sus principales características con los campos aplicados, el tiempo y la temperatura.Mediante medidas de magnetometría de par en muestras con elevada fracción nanocristalina se han estimado las constantes de anisotropía de los nanocristales existentes en las muestras. Se constata además el comportamiento anómalo del par en las muestras con bajo grado de nanocristalización.

Los sistemas físicos alejados del equilibrio resultan difíciles de estudiar, pues ni siquiera el concepto de temperatura se encuentra bien definido. El aporte fundamental de la Tesis Doctoral ``Conductividad y relajación en vidrios de Coulomb'' estriba en la caracterización del no equilibrio en los vidrios de Coulomb, mediante la extensión de ciertos conceptos inherentes al equilibrio. Estos sistemas poseen utilidad, ya que una gran cantidad de materiales modernos se pueden encuadrar bajo el marco del modelo teórico de los vidrios de Coulomb. Asimismo, algunos mecanismos tan importantes como la conductividad eléctrica en cadenas de ADN parece responder al mismo modelo. Nuestro estudio mediante simulación numérica ha servido para refutar la validez de algunos modelos existentes, así como para arrojar nuevas cuestiones al campo experimental. La caracterización del no equilibrio se ha llevado a cabo a través del estudio de la relajación y la conductividad.

Orientador: Ricardo Egydio de Carvalho / Banca: Emanuel Fernandes de Lima / Banca: Luiz Antônio Barreiro / Resumo: O objetivo deste trabalho é estudar a dinâmica e o controle da fotodissociação de uma molécula diatômica submetida a um potencial rugoso, o qual é aplicado em diversas áreas da ciência para modelar processos naturais, através da introdução de uma perturbação dependente do tempo e de um termo dissipativo. O estudo faz uma análise inicial das alterações que ocorrem na dinâmica de uma molécula submetida ao potencial de Morse rugoso, em seguida o sistema é perturbado através da introdução de um campo elétrico, é mostrado um estudo no potencial sem a rugosidade que consiste na criação de um mecanismo para gerar trajetórias estáveis em regiões de transição de energia, faz-se uma aplicação deste resultado visando o controle do processo de fotoassociação. Para o potencial de Morse rugoso forçado estuda-se a dinâmica do sistema, a qual revela o aparecimento de novas regiões de estabilidade na vizinhança do mínimo de potencial, a probabilidade de fotodissociação molecular para este sistema é analisada com ênfase no controle dos parâmetros (constantes do termo rugoso). Por fim introduz-se a dissipação e é feito um estudo da convergência das diversas condições iniciais para regiões específicas do espaço de fase o que mostra que a rugosidade pode ser utilizada como um mecanismo de atração de trajetórias / Abstract: The objective of this work is to study the dynamics and the control of the photodiscitation of a molecule submitted to a rough potential, which has been shown to be applied in diverse areas of science to model natural processes, through the introduction of a time and time dependent perturbation Dissipative. The study makes an initial analysis of the changes that occur in the dynamics of a molecule subjected to the rough Morse potential, then the system is disturbed by the introduction of an electric field, a study is shown in the potential without the roughness consisting in the creation of A mechanism to generate stable trajectories in regions of energy transition is made an application of this result aiming the control of the photoassociation process. For the forced roughness morse potential, we study the dynamics of the system, which reveals the appearance of new stability regions in the vicinity of the minimum potential, the probability of molecular photodissociation for this system is analyzed with emphasis on the control of the parameters Of the rough term). Finally the dissipation is introduced and an analysis is made of the convergence of the various initial conditions for specific regions of the phase space which shows that the roughness can be used with a trajectory attraction mechanism / Mestre

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:25:31Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2008-09-26Bitstream added on 2014-06-13T20:14:04Z : No. of bitstreams: 1 gatto_fr_me_rcla.pdf: 2278146 bytes, checksum: 259aa88d558d0ea43e1fa7eb8572dd83 (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Com a finalidade de possuir um equipamento para determinar o índice de refração de xerogéis e a espessura de filmes finos preparados em nosso laboratório por técnica sol-gel, optamos pela construção de um sistema capaz de determinar a intensidade de luz refletida por uma amostra em função do ângulo de incidência, com controle do estado de polarização da componente incidente e monitoramento da polarização da componente refletida. Dessa forma temos um equipamento capaz de determinar o ângulo de Brewster e assim o índice de refração da amostra em estudo. O equipamento também permite identificar o estado de polarização da luz refletida (luz linearmente, elipticamente e circularmente polarizada) para diversos ângulos de incidência, constituindo assim um Elipsômetro. O sistema é composto de um suporte de amostra e um braço suporte do detector de luz, com movimento de rotação síncrono na razão amostra detector de f para 2f . Todo o mecanismo de acionamento dos motores de passo e aquisição de dados é controlado através das portas paralelas de um computador. A aquisição de dados é feita através de um Conversor Analógico Digital O software de controle dos motores e aquisição de dados foi desenvolvido em linguagem Basic em modo DOS. / With the purpose of possessing an equipment to determine the index of xerogels refraction and the thickness of prepared fine films in our laboratory for technical sun-gel, we opted for the construction of a system capable to determine the light intensity contemplated by a sample in function of the incidence angle, with control of the state of polarization of the incident component and accompaniment of the polarization of the reflected component. In that way we have equipment capable to determine the angle of Brewster and like this the index of refraction of the sample in study. The equipment also allows identifying the state of polarization of the reflected light (it shines lineally, elliptical and circularly polarized) for several incidence angles, constituting like this an Ellipsometer. The system is composed of a sample support and an arm supports of the light detector, with synchronous rotation movement in the detecting of f reason sample for 2f . The whole mechanism of action of the step motors and acquisition of data is controlled through the parallel doors of a computer. The acquisition of data is made through an Analog-to-digital Converter. The software of control of the motors and acquisition of data was developed in language Basic in way DOS.