Neste trabalho foram realizadas medidas de transporte em campos magnéticos aplicados no intervalo 0 H 18 T em supercondutores granulares Sm2-xCexCuO4-y, x = 0.17 e 0.18, constituídos de ilhas supercondutoras embutidas em uma matriz isolante e pertencentes a uma transição do tipo supercondutor-isolante (SI). Amostras que apresentam coerência de fase supercondutora via acoplamento Josephson em temperaturas abaixo de TcJ mostraram ser sensíveis a aplicação de baixos campos magnéticos (0 < H 200 Oe) e os resultados de magneto-resistência R(T,H) permitiram concluir que 0 movimento de vórtices de Josephson e governado por uma energia de ativação intergranular do tipo UJ(T,H) (l-T/TeJ)(H-o.6). Foi ainda observado que a supressão da fase do parâmetro de ordem supercondutor ocorre preferencialmente nos contornos de grão nesses supercondutores granulares. Nas amostras constituídas de ilhas supercondutoras isoladas e pertencentes ao lado dielétrico de uma transição SI, observou-se urn aumento abrupto na resistência elétrica R(T,H = 0) abaixo da temperatura critica supercondutora Tci. A aplicação de campos magnéticos intensos promove a supressão da amplitude do parâmetro de ordem supercondutor e resulta em uma magneto-resistência negativa em T < Tci. Uma análise quantitativa do excesso de resistência elétrica R em T < Tci revela que em 0.6 (T/Tci) 1, R (T/Tci)-4 como previsto pela teoria semi-fenomenológica de dois-fluidos. Em temperaturas (T/Tci) < 0.6, as medidas de magneto-transporte mostraram ser sensíveis a alterações provocadas pela aplicação de campo magnético na rede de vórtices das ilhas supercondutoras. Estas alterações são discutidas dentro do cenário de óxidos supercondutores que apresentam alta anisotropia. / We have performed transport measurements in applied magnetic fields as high as 18 T on granular superconductors of Sm2-xCexCuO4-y; x = 0.17, 0.18. These materials are comprised of small superconducting islands embedeed in a non-superconducting host and belong to a superconductorinsulator transition (SI). Transport properties of samples which show longrange phase ordering through Josephson coupling below a given temperature Tci are very sensitive to applied magnetic fields as low as 200 Oe. The results of magnetoresistance R(T,H) enabled us to conclude that dissipation due to Josephson flux flow is governed by an intergranular activation energy given by UJ(T,H) (1-T/Tcj)(H-0,6). We have also observed that the phase of the superconducting order parameter is depressed at intergranular regions or more appropriately at the grain boundaries in these granular materials. In samples that superconducting islands are essentially isolated, an abrupt increase of the electrical resistance R(T,H) below the superconducting transition temperature Tci occurs. The application of high magnetic fields suppresses the amplitude of the superconducting order parameter and an appreciable magnetoresistance below Tci is observed. A quantitative analysis of the excess of the electrical resistance R below Tci reveals that R (T/Tci)-4 ; 0.6 (T/Tci) 1; as predicted by the semi-phenomenological two-fluid theory of superconductivity. At temperatures (T/Tci) < 0.6 and under high applied magnetic fields, transport measurements showed to be very sensitive to changes in the dissipation of the vortex lattice of the isolated superconducting islands. These changes are discussed within a scenario of high anisotropic layered superconductors.

Os ferrofluidos iônicos de \'MN\'\'FE IND. 2\'\'O IND. 4\', \'gama\' - \'FE IND. 2\'\'O IND. 3\' e \'CO\'\'FE IND. 2\'\'O IND. 4\' foram investigados pelas técnicas de óptica e espalhamento de raios X. Investigamos o comportamento desses ferrofluidos, na presença e na ausência de campo magnético e quando submetidos à variação de temperatura. A birrefringência óptica medida em função da temperatura, sem qualquer campo magnético, mostrou a existência de uma ordem tipo nemática nesses materiais. Os resultados obtidos com as medidas de anisotropia óptica podem ser explicados através da anisotropia de forma dos grãos e o fator clássico de despolarização da luz. Experimentos com a técnica de espalhamento de raios X mostrou a existência de pequenos agregados de grãos nas amostras estudadas. / Ionic ferrofluids of MnFe2O4, - Fe2Os Fe2Os and CoFe204 have been investigated by means of optical and x-ray- scattering techniques. An investigation on the behavior of such ferrofluids has been made, when in the presence and absence of a magnetic field, and when submitted to the variation of temperature. The optical birefringence measured as a function of temperature, without any magnetic field, showed the existence of a nematic-type order in these maaterials. The results obtained by the measured optical anisostropy could be explained by the shape anisostropy of the grains and the classical light depolarizing factors. X-ray scattering results indicate the existence of small aggregates in the samples studied.

Neste trabalho, analisamos as propriedades estruturais, morfológicas e óticas de filmes finos de nitreto de índio, depositados em diferentes tipos de substratos (Si , safira-C, safira-A, safira-R, GaN/ safira e vidro) pelo método de deposição as s i s t ida por feixe de elétrons com energia de íons entre 100 e 1180 eV. A temperatura de substrato durante o processo de deposição variou da temperatura ambiente (TA) à 450oC, e ARR( I/A) ,que é a razão do f luxo de íons incidentes no feixe de íons relativa ao f luxo de átomos de In evaporados , de 0,8 até 4,5. O crescimento de InN cristalino foi fortemente influenciado pela orientação cristalográfica do substrato e os filmes sobre safira-C, safira-A e GaN/ safira foram os que apresentaram maior cristalinidade. O melhor valor de energia de íons foi de 100 eV para a formação de InN cristalino e sua cristalinidade aumentou com o aumento da temperatura do substrato. Não observamos influências de ARR( I/A) sobre a cristalinidade de InN e os filmes preparados em TA sobre GaN/ safira apresentaram InN amorfo. / In thi s work, we analyzed the structural , morphological and optical properties of thin indium nitride films grown on some types of subs t rate (Si , c-plane sapphire, a-plane sapphire, r -plane sapphire, GaN/ sapphire and glass ) by the ion beam as s is ted deposition method with ion energy of 100-1180 eV. The substrate temperature during deposition ranged from room temperature (RT) to 450oC and ARR ( I/A) , from 0.8 to 4.5. The growth of crystalline InN was strongly influenced by the crystallographic orientation of substrate and the films on c-plane sapphire, a-plane sapphire and GaN/ sapphire provided more favorable result s . The best value of ion energy was found to be 100 eV for the format ion of crystalline InN and this crystallization increased with increasing the substrate temperature. We found that influence of ARR( I/A) on the crystallization of InN was imperceptible and that the f ilm prepared at RT on the GaN/ sapphire was amorphous of InN.

Estudamos o comportamento crítico e transições de fase em modelos estocásticos irreversíveis, através de simulações numéricas, análise de campo médio e séries perturbativas. Na primeira parte do trabalho, analisamos o comportamento crítico de autômatos celulares irreversíveis, cujas regras dinâmicas são invariantes sob as operações de simetria do grupo C3v. Estudamos as transições de fase dinâmicas que ocorrem nos modelos e obtemos, através de simulações de Monte Carlo, expoentes críticos estáticos e dinâmicos. Nossos resultados indicam que os modelos pertencem a mesma classe de universalidade do modelo de Potts de três estados. Essa conjectura também foi desenvolvida considerando expansões análogas àquelas utilizadas na teoria de Landau de transições de fase. Na segunda parte do trabalho utilizamos o formalismo de operadores como uma forma ele abordar problemas de sistemas ele não-equilíbrio. Aplicamos o formalismo para construir séries perturbativas para modelos irreversíveis ele dois estados. / We study the critical behavior and phase transitions that take place in irreversible stochastic models through numerical simulations, mean field analysis and perturbative series. In the first part of this work we analyze the critical behavior of irreversible cellular automata whose dynamic rules are invariant under the symmetry operations of the point group C3v. We study the dynamical phase transitions that occur in the models and we obtain the static and dynamic critical exponents by the use of Monte Carlo simulations. Our results indicate that these models are in the same universality class as the three-state Potts model. This conjecture is also developed by considering expansions that are similar to those used in the Landau theory of phase transitions. In the second part of this work we use the operator fonnalism as a way to approach non- equilibrium systems. We apply this fonnalism in order to build perturbative series for two-state irreversible models.

O presente trabalho consiste de um estudo experimental da expansão térmica, do calor específico e da magnetização de uma amostra policristalina do supercondutor MgB2. As investigações foram conduzidas com uma amostra preparada sob alta pressão. Os resultados de expansão térmica mostraram uma contribuição negativa ao coeficiente de expansão térmica linear abaixo da temperatura crítica. As medidas de calor específico revelaram a presença de duas anomalias em temperaturas características, as quais indicam a presença de dois gaps de energia neste composto. A associação dos resultados das medidas de expansão térmica e calor específico permitiu a determinação da função Grüneisen e sua variação com a temperatura. Nesta mesma amostra, foi feito o estudo da magnetização, medida segundo as prescrições ZFC e FC num intervalo de campos magnéticos entre 0.05 e 30 kOe. Os resultados destas medidas revelaram a ocorrência de uma linha de irreversibilidade magnética. Num diagrama H-T esta linha separa uma região de altas temperaturas com comportamento magnético reversível de uma região de baixas temperaturas com comportamento irreversível. A dependência com a temperatura do campo crítico superior, Hc2(T), mostrou uma curvatura positiva nas proximidades de Tc, indicando a ocorrência de pronunciados efeitos de flutuações termodinâmicas. / This work presents an experimental study of the thermal expansion, specific heat and magnetization of a polycrystalline sample of the superconductor MgB2. The sample was sintered under high pressure. The thermal expansion is negative below the critical temperature. The specific heat shows two anomalies originated by the opening of two energy gaps in this compound. Combining the thermal expansion and specific heat results, the temperature dependent Grüneisen function was determined. In the same sample, the magnetization was measured according to the ZFC and FC prescriptions in magnetic fields ranging between 0.05 and 30 kOe. From these measurements the magnetic irreversibility line was extracted. In a H-T diagram this line separates a high temperature region with reversible magnetic behavior from a low temperature domain where irreversible effects due to pinning are observed. The temperature dependence of the second critical field, Hc2(T), shows a positive curvature near Tc, indicating the occurrence of strong effects due to thermal fluctuations.

Utilizando simulações de dinâmica molecular, estudamos um sistema de partículas que interage através de um potencial contínuo de caroço atenuado constituído por um caroço duro, um ombro a distancias mais próximas e um parte atrativa a uma distância bem maior. Obtemos o diagrama de fases pressão-temperatura do sistema para diversas profundidades da parte atrativa ajustável. Como este é um potencial de duas escalas de comprimento, são esperados anomalias na densidade, na difusão e na estrutura do sistema. Mostramos que o efeito de aumentar a interação atrativa entre as moléculas é encolher a região de pressão na qual a anomalia na densidade e difusão estão presentes. Se as forças de atração são muito fortes, a partícula estará predominantemente em uma das duas escalas de comprimento e assim a anomalia na densidade e difusão não é observada. A região de anomalia estrutural está presente em todos os casos. Analisamos igualmente o comportamento da solubilidade de um soluto apolar em água. Usamos como modelo para a água o potencial de duas escalas proposto neste trabalho e para o soluto um sistema de esferas rígidas. Mostramos que este modelo efetivo reproduz qualitativamente o comportamento observado para a água de um extremo na solubilidade. / Using molecular dynamics simulations, we study a system of particles interacting through a continuous potential which consists of an attenuated hard core, a shoulder to closer distances and attractive part at a distance higher. We obtain the phase diagram pressure-temperature system for different depths of the attractive part adjustable. As this is a two length scales potential, anomalies are expected in the density, diffusion and structure of the system. We show that the effect of increasing the attractive interaction between molecules is to shrink the region of pressure at which the anomaly in density and diffusion are present. If the attraction forces are very strong, the particle is predominantly one of two length scales and so the anomaly in the density and difusion is not observed. The region of structural anomaly is present in all cases. Also analyzed the behavior of the solubility of a nonpolar solute in water. We use the potential of two scales proposed in this work as a model for water and for the solute a system of hard spheres. We show that this model effectively reproduces qualitatively the observed behavior to an extreme water solubility.

Neste trabalho estudamos a influência da temperatura de implantação iônica nas propriedades estruturais e de luminescência de nanocristais de Si em matriz de SiO2. Essas nanoestruturas, formadas por meio de implantação de Si em substratos de SiO2 mantidos entre 25 e 800 oC e tratados à temperaturas 1100°C, revelam uma intensa emissão de fotoluminescência (PL) à temperatura ambiente (RT). Os espectros de PL obtidos são compostos por duas bandas superpostas, uma na região do vermelho (l ~780 nm) e outra no infravermelho próximo (l ~ 1050 nm). Essa estrutura de PL é claramente revelada quando os espectros são medidos em regime linear de excitação (20 mW/cm2), onde temos a contribuição integral de toda a distribuição de nanopartículas. Verificamos que a temperatura de implantação, a partir de 400 oC, tem um efeito direto tanto na intensidade, quanto na posição relativa das bandas de PL. Análises de TEM revelam que amostras implantadas a quente apresentam uma distribuição de tamanhos de nanopartículas mais alargada e com diâmetros médios maiores em relação às implantadas a RT. Enquanto a banda localizada na região de l maior segue um comportamento característico de emissão por efeitos de confinamento quântico, a emissão da banda na região de l ~780 nm está associada à recombinação radiativa em estados interfaciais. De modo a investigar sistematicamente nosso sistema, realizamos um estudo do mesmo em função da fluência de implantação, temperatura e tempo de recozimento, cujos resultados mostram que a forma de linha do espectro de PL e sua intensidade são fortemente dependentes destas variáveis. A realização de recozimentos posteriores das amostras em uma mistura padrão contendo hidrogênio intensifica consideravelmente a emissão da PL pela passivação de ligações pendentes em nanocristais que eram opticamente inativos. O aumento relativo da PL se apresentou mais significativo para a região de emissão de nanocristais maiores, tendo uma dependência com a temperatura de implantação e também com a duração do tratamento térmico subseqüente à implantação. Além disso, investigamos também a influência do ambiente de recozimento na restauração da PL após um processo de pós-irradiação das amostras. Os resultados indicam que tratamentos a 900 oC em atmosfera de N2 são mais eficientes na recuperação de ambas as bandas de PL do que em Ar. O processo de recristalização dos nanocristais ocorre em ambos ambientes de recozimento sem um crescimento adicional dos mesmos. A melhoria da PL apresentada pelas amostras tratadas em N2 é devido a um efeito de passivação adicional, além da pura relaxação de tensões como ocorre no caso dos recozimentos em Ar. / In this work we have studied the influence of the ion implantation temperature on the structural and luminescence properties of Si nanocrystals embedded in a SiO2 matrix. Such nanostructures, formed by means of Si implantation in SiO2 substrates kept between 25 and 800 oC and post-annealed at temperatures 1100°C, reveal an intense room temperature (RT) photoluminescence (PL) emission. The obtained PL spectra are composed by two superimposed bands; one peaked at the red (l ~780 nm) and another one at the near infrared (l ~1050 nm) region of the spectrum. This PL structure is fully revealed when the spectra are obtained in a linear regime of excitation (20 mW/cm2), where we can observe the total contribution of the whole nanoparticles distribution. We verify that the implantation temperature, in particular from 400 oC implantations, has a direct effect on the intensity as well as on the relative PL bands position. TEM analyses reveal that hot implanted samples, after annealing, present a broader nanoparticle size distribution with larger mean size diameters as compared to those obtained at RT implantation. The PL band located at the long wavelength side of the spectrum follows a behavior attributed to quantum confinement effects. On the other hand, the PL emission band peaked at l ~780 nm is associated to radiative recombination in interfacial states. In order to investigate the present system we have performed a systematic study, where we changed the implantation fluence, annealing time and temperature. It is shown that all these parameters have a strong influence on the PL spectra. Samples post-annealed in a forming gas atmosphere have their PL emission considerably intensified by the hydrogen passivation of optically inactive Si nanocrystals. The relative PL increase was more significant for the larger nanocrystals PL emission region. This effect was strongly dependent with the implantation temperature and also with the annealing time after the implantation. Moreover, we have performed a study about the annealing ambient influence on the PL recovery after an irradiation process of the samples. The results show that post-annealing carried out at 900 oC fully recovered the original PL. However, when the thermal treatment is performed in N2 atmosphere the effect is stronger that in Ar one. The nanocrystals recrystallization process occurs in both annealing environments without an additional size increasing. The PL enhancement presented by samples annealed in N2 is due to an additional passivation effect, further than the pure stress relaxation obtained when samples are annealed in Ar atmosphere.

Neste trabalho, estudamos a posição de átomos de F na estrutura cristalina do Si. As amostras foram pré-amorfizadas utilizando um feixe de Si de 200 keV e, após, implantadas com F. Então recristalizamos a camada amorfa através do processo de Epitaxia de Fase Sólida (EFS). Empregamos as técnicas de Espectrometria de Retroespalhamento Rutherford, na condição de canalização iônica, e de Análise por Reação Nuclear (NRA), através da reação ressonante ( ) O p F 16 19 , αγ , à 5 , 340 keV, para determinar a posição dos átomos de F e, depois, reproduzimos os resultados experimentais através do programa de simulação computacional chamado Simulação Adaptada de Canalização de Íons Rápidos em Sólidos (CASSIS - Channeling Adapted Simulation of Swift Ions in Solids). Os resultados obtidos apontam para duas possíveis combinações lineares distintas de sítios. Uma delas concorda com a proposta teórica de Hirose et al. (Materials Science & Engineering B – 91-92, 148, 2002), para uma condição experimental similar. Nessa configuração, os átomos de F estão na forma de complexos entre átomos de flúor e vacâncias (F-V). A outra combinação ainda não foi proposta na literatura e também pode ser pensada como um tipo de complexo F-V.

Foram estudadas as propriedades elétricas de estruturas MOS envolvendo materiais com Zr e Hf: Al/HfO2/Si, Al/HfAlO/Si, Al/ZrO2/Si e Al/ZrAlO/Si depositadas por JVD (Jet Vapor Deposition) submetidas a diferentes doses de implantação de nitrogênio e tratamentos térmicos; Au/HfO2/Si e Au/HfxSiyOz/Si preparadas por MOCVD (Metal-Organic Chemical Vapor Deposition) e Au/HfxSiyOz/SiO2/Si preparadas por sputtering reativo em O2 submetidas a tratamentos térmicos distintos. Para isso, além das medidas de C-V e I-V padrão, foi desenvolvido o método da condutância para estudo da densidade de estados na interface dielétrico/Si, o qual mostrou-se mais viável para as estruturas com dielétricos alternativos. A inclusão de Al na camada de dielétrico, bombardeamento por íons de nitrogênio, e tratamentos térmicos rápidos em atmosferas de O2 e N2 foram responsáveis por mudanças nas propriedades das amostras. Diversos mecanismos físicos que influenciam as propriedades elétricas dessas estruturas foram identificados e discutidos. Foi constatado que as interfaces com menores densidades de estados foram as das amostras preparadas por MOCVD e sputtering reativo.

Neste trabalho é apresentada a caracterização de amostras de filmes finos granulares de Fe- Al2O3, obtidas por evaporação em ultra alto vácuo. Duas amostras com composições diferentes foram obtidas. A espectroscopia de Espalhamento de Rutherford (Rutherford Backscattering Spectroscopy - RBS) foi utilizada para determinar a fração volumétrica de metal e a espessura das amostras, cujos valores obtidos foram 43% e 34% respectivamente. A morfologia das amostras foi investigada por difração de raios-x a qual mostrou a existência de grãos de ferro com 30Å de diâmetro e orientação cristalina preferencial (110) embebidos em uma matriz amorfa de Al2O3. As medidas de magnetização também mostraram que as duas amostras apresentavam uma distribuição de tamanhos de grão de ferro com valor médio de 24Å, estando de acordo com os resultados obtidos por difração de raios-x. A magneto-resistência observada em temperatura ambiente pode ser explicada pelo tunelamento dependente de spin dos elétrons de condução entre os grãos de ferro. Os resultados das medidas de RxT e IxV mostraram que o principal mecanismo de transporte foi o tunelamento termicamente ativado, o que está de acordo com a teoria apresentada por Abeles.