Orientador: Teresa Cristina Tarle Pissarra / Banca: Maria Esmeralda Soares Payão Demattê / Banca: Alexandre Barcellos Dalri / Banca: Maria Teresa Vilela Nogueira Abdo / Banca: Vera Lucia Abdala / Resumo: Os impactos negativos causados pela agricultura nociva aos aspectos de qualidade e da sustentabilidade das propriedades físicas, químicas e biológicas inerentes ao solo. Tendo em vista a existência de sistemas de cultivos alternativos, a exemplo dos agroflorestais. Objetivou-se, neste trabalho, avaliar três sistemas com agroflorestas em diferentes épocas de implantação, com inclusão de espécies frutíferas e culturas anuais para subsistência, tendo como referência uma Mata Nativa sob a mesma vegetação típica de Cerrado-Cerradão. Para isso, coletaram-se amostras de um Latossolo Vermelho Amarelo, em duas profundidades 0-0,20 e 0,20-0,40m, para avaliação dos atributos químicos pH, cálcio, magnésio, fósforo, potássio, hidrogênio + alumínio e matéria orgânica, bem como, macro e microporosidade, densidade do solo, teores de silte, areia e argila para classificação textural do solo, e resistência à penetração. Os resultados foram submetidos à análise descritiva e análise multivariada com estudo de componentes principais, que possibilitou caracterizar por técnicas de agrupamentos, três grupos distintos (G1, G2 e G3), o grupo G1 tendo agrupado as variáveis do solo com Mata Nativa, G2 agruparam-se (SAF 1 e SAF 2 com 7 e 4 anos de implantação respectivamente), e G3 (SAF 3, com 3 anos). As variáveis que melhor responderam à caracterização por meio de análise de componentes principais foram: matéria orgânica, teores de magnésio, cálcio, macroporosidade, volume total de poros e densidade do solo. Os SAFs 1 e 2, com maior tempo de implantação, apresentaram melhores características físicas e químicas do solo em relação à área com Mata Nativa / Abstract: The negative impacts caused by agriculture harmful aspects of quality and sustainability of physical, chemical and biological properties inherent to the soil. Given the existence of alternative cropping systems, such as agroforestry. The objective of this study was to evaluate three agroforestry systems in different periods of deployment, with the inclusion of fruit trees and annual crops for subsistence, with reference to a native bush under the same typical Cerrado vegetation - Savana. For this, samples were collected from a Typic in two depths 0-0.20 and 0.20-0.40 m for evaluation of chemical properties pH , calcium, magnesium , phosphorus, potassium , hydrogen and aluminum and matter organic as well as macro and micro porosity , bulk density , silt, sand and clay to soil textural classification , and penetration resistance. The results were submitted to descriptive analysis and multivariate analysis with the study of major components , which enabled characterization techniques for groups , three groups ( G1 , G2 and G3 ) , G1 has grouped the variables soil with native plants , grouped G2 up ( SAF SAF 1 and 2 with 7 and 4 year deployment respectively) , and G3 ( SAF 3 , 3 years) . The variables that best responded to the characterization by means of principal component analysis were organic matter content of magnesium, calcium, macroporosity, total pore volume and density. The SAFs 1 and 2, with longer implantation showed better physical and chemical characteristics of the soil in relation to the area with native plants / Doutor

Orientador: Manoel Roberto Robilotta / Banca: José de Sá Borges Filho / Banca: Manuel M. B. Malheiro de Oliveira / Banca: Lauro Tomio / Banca: Alfredo Pio Noronha Rodrigues Galeão / Resumo: Utilizando a simetria quiral, calculamos a contribuição dominante ao potencial nucleon-nucleon (NN) devido à troca de três píons não correlacionados. Esta contribuição é isovetorial com as componentes pseudoescalar e axial. A pseudoescalar é dominante, tem um alcance de 1.0 fm e contribui no canal de píon. No mesmo contexto, estudamos a produção de um píon na interação nucleon-nucleon devida à troca de dois píons. O termo dominante do Kernel da produção é construído a partir da mesma interação básica usada no potencial NN devido à troca de três píons. Relacionamos este termo à componente central do potencial NN devido à troca de dois píons e mostramos que esta, por sua vez, é dominada pelo fator de forma escalar píon-nucleon. O Kernel obtido foi aplicado para o limiar da produção e na construção de um potencial de três nucleons. Os resultados foram generalizados para um potencial NN central qualquer e comparados ao potencial de Argonne e àquele devido à troca de um méson escalar ...ctício / Abstracts: Using the chiral symmetry, we calculated the dominant contribution to the nucleon-nucleon (NN) potential due to the exchange of three non-correlated pions (3o). This contribution is isovetor with pseudoscalar and axial components. The pseudoscalar component is dominant, it has a range of 1.0 fm and it contributes in the pion channel. In the same context, we studied the pion production in the nucleon-nucleon interaction due to the exchange of two pions (2o). The dominant term of the production Kernel is built from the same basic interaction used in the 3o-exchange NN potential. We related this term to the central component of the 2o-exchange NN potential and we showed that the latter, on its turn, is dominated by the pion-nucleon scalar form factor. The obtained Kernel was applied at the threshold and in the constructioin of a three-nucleon potential. The results were generalized foa a central NN potential of any kind and compared to the potentials of Argonne and to that due to the exchange of one ...ctitious scalar meson / Doutor

Orientador: Marcio José Tiera / Banca: Miguel Jafelicci Junior / Banca: Julio C. Fernandes / Resumo: A terapia gênica baseada em vetores não virais, tais como aqueles que se utiliza de sistemas poliméricos, é uma proposta promissora para o tratamento de doenças que se manifestam devido alguma disfunção gênica. Entretanto, o maior desafio desta técnica é a transferência do material genético, e a maioria dos esforços focaliza o desenvolvimento de vetores eficientes que possam transportar e transferir o DNA de modo seguro e eficaz. Neste trabalho, buscou-se sintetizar derivados de Poli(L-Lisina) (PLL) introduzindo o grupo fosforilcolina (PC) nos grupos amino da PLL, procurando-se variar os graus de substituição, com o objetivo de melhorar as propriedades deste vetor. A caracterização dos derivados foi realizada por RMN de hidrogênio, FTIR-ATR e GPC. O grau de substituição foi determinado com as técnicas de RMN de hidrogênio e potenciometria. A modificação da PLL com PC aumentou a capacidade de tamponamento dos derivados substituídos, o que pode melhorar a eficiência de transfecção. Estudos de interação entre PLL e PLL-PC com o DNA plasmidial VR1412 foram realizados em dois pHs (pH 5,0 e 7,4) por meio das técnicas de espectroscopia de fluorescência, eletroforese em gel de agarose, espalhamento de luz dinâmico e potencial zeta. Os resultados mostraram que os derivados são capazes de formar poliplexos e que a interação depende do grau de substituição, do pH, e da razão de cargas (razão N/P: razão de mol de grupos amino (polímero) por mol de grupos fosfato (pDNA)). Os estudos de espalhamento de luz dinâmico mostraram a formação de nanopartículas com diâmetros de 150 a 300 nm em pH 5,0 e de 350 a 700 nm em pH 7,4. As partículas exibiram carga superficial positiva (~ +25 mV em pH 5,0 e ~ +10 mV em pH 7,4), propriedade importante no processo de internalização dos poliplexos por endocitose. A viabilidade celular utilizando o ensaio colorimétrico com o MTS mostrou que proporções crescentes de PC podem ... / Abstract: Gene therapy based on non-viral vectors, such as those that utilize polymerics systems, is a promising treatment for diseases that arise due some genetic disorder. However the challenge of using this technique is the transfer of the genetic material and most of the efforts have focused on the development of effective vectors to efficiently deliver the DNA into the cells. In this work, the main purpose was to synthesize PLL derivatives containing increasing proportions of the group phosphorylcholine (PC), aiming to improve the PLL properties as a non viral vector. The derivatives were characterized by ¹H NMR, FTIR-ATR and GPC techniques. The degree of substitution was determined by ¹H NMR and potentiometry. The buffering capacity was evaluated and showed the grafting with PC groups increased the buffering capacity, which may improve the transfection efficiency. The interaction between PLL and PLL-PC derivatives and the plasmid VR 1412, was studied at two pH values (pH 5.0 and 7.4) by fluorescence, agarose gel electrophoresis, dynamic light scattering and zeta potential techniques. The results showed that all derivatives were able to form polyplexes depending on the degree of substitution, pH and the charge ratio (N/P, the ratio of amino groups to phosphate groups from the pDNA). Nanoparticles prepared using the coacervation process showed sizes varying from 150 to 300 nm at pH 5.0 and from 350 to 700 nm at pH 7.4. The particles exhibited positives surface charges (~ +25 mV at pH 5.0 and ~ +10 mV at pH 7.4) an important property for promoting the internalization process by endocytosis. Cell viability using the MTS colorimetric assay showed that increasing proportions of PC groups can reduce the cytotoxicity of nanoparticles, and IC50 values for the sinthesized polymers were graphically determined. The in vitro transfection efficiencies were shown to depend on the degree of substitution and N/P ratio and all the derivatives showed ... / Mestre

Orientador: Paulo Roberto Bueno / Co-orientador: Maria Célia Bertolini / Banca: Antonio Aparecido Pupim Ferreira / Banca: Carlos Frederico de Oliveira Graeff / Banca: Marcelo Mulato / Banca: Sergio Broschztain / Resumo: A molécula de DNA imobilizada sobre um substrato metálico possui uma infinidade de aplicações: inspeção de alimentos, autenticação pessoal, combate ao bioterrorismo, taxonomia, entre outras. Contudo, nos dispositivos que utilizam as propriedades elétricas desta biomolécula, ainda existem muitas dúvidas, haja vista que nem mesmo a literatura específica chegou a um consenso se o DNA possui características de um material elétrico condutor, semicondutor, isolante ou ainda supercondutor. Neste contexto, a investigação da condução elétrica de fitas duplas de DNA imobilizadas em eletrodos de ouro e sua caracterização por medidas eletroquímicas é bastante atraente. O uso do azul de metileno (MB), um agente intercalante, e a modificação da biomolécula com um grupo ferroceno, com propriedades redox, foram os dois tipos de abordagens utilizados para estudar o comportamento elétrico de fitas duplas e curtas de DNA com conteúdo distinto de bases nitrogenadas: uma rica em guanina e citosina e outra em adenina e timina, denominadas de DNA condutor (ds-DNAc) e DNA isolante (ds-DNAi), respectivamente. Para a primeira abordagem, a caracterização voltamétrica e impedimétrica não permitiu uma diferenciação da resistência elétrica dos sistemas de ds-DNAc e ds-DNAi, pois a transferência eletrônica do MB para o DNA ocorria em paralelo ao processo redox do MB com a superfície do eletrodo, inviabilizando a análise. Deste modo, a modificação do DNA com uma molécula redox foi necessária. Nesta segunda abordagem foi possível diferenciar os sistemas de ds-DNA. Primeiramente, a monocamada de tiol foi caracterizada usando o 6-ferrocenil-hexano-1-tiol. A área do pico de oxidação no voltamograma forneceu um valor de densidade de moléculas igual a 7,5x1012 moléculas/cm2 e, após o tratamento dos espectros de capacitância eletroquímica, o perfil de densidade de estados foi obtido... / Abstract: Immobilization of DNA on metallic substrate has an infinity of applications: food inspection, personal authentication, combating bioterrorism, taxonomy and so on. However, there are still some questions about devices based on the electrical properties of this biomolecules because specific literature did not reach consensus if the DNA possesses electric characteristics of conductor, semiconductor, insulator or superconductor. In this context, we were interested to investigate electrical conduction of double-strands DNA immobilized on gold surface and to analyze this system by electrochemical techniques. Two methodologies were used to distinguish electrical behavior of shorts double-strands DNAs with different content of nitrogen bases: one double-strand rich in guanine and cytosine (conductive DNA or ds-DNAc) and another rich in adenine and thymine (non-conductive DNA or ds-DNAi). Intercalating agent methylene blue (MB) was used to characterize the electrical resistance of ds-DNAc and ds-DNAi by cyclic voltammetry and electrochemical impedance spectroscopy. Nevertheless, this methodology was not good enough because the electronic transfer between MB and DNA occurs simultaneously to the MB redox process on electrode surface. Therefore, modification of DNA with a redox group was necessary. In the second approaches we used the ferrocene-modified DNA monolayer. This approach was effective to discern ds-DNAc and ds-DNAi electric properties. Firstly, 6-ferrocenyl-1-hexanethiol molecule was assembled on gold electrode to find out the response of thiol film on ds-DNA systems. Voltammogram curves showed a narrow and intense oxidation peak and the surface density of molecule was obtained by integrating curve (7.5x1012 molecules/cm2). After, the density of states (DOS) profile was calculated from capacitance spectra and the integrating curve results on 2.9x1013 states/cm2. The quotient DOS/surface density... / Doutor

Orientador: Antonio Carlos Guastaldi / Banca: Maria Aparecida Zaghete Bertochi / Banca: Luis Geraldo Vaz / Banca: Carla dos Santos Riccardi / Banca: Rodrigo Fernando Costa Marques / Resumo: Recobrimentos de apatitas foram realizados em superfícies de titânio modificadas por feixe de laser Yb:YAG a pressão e atmosfera ambiente. As apatitas foram depositadas pelo método biomimético usando três soluções SBF (Simulated Body Fluid) diferentes que simulam a concentração de sais dos fluídos corpóreos para obtenção das apatitas. As superfícies de titânio submetidas ao processo de fusão e solidificação rápida (ablação) foram imersas na solução de SBF, as quais permaneceram por 4 dias a 37 ºC. As amostras foram caracterizadas pelas técnicas de DRX, refinamento de Rietveld, FTIR, MEV e solubilidade. Os espectros de FTIR mostram bandas referentes às ligações químicas confirmadas pela análise de DRX e quantificadas pelo método de Rietveld. Os recobrimentos de apatitas foram submetidas ao teste de solubilidade em água destilada utilizando-se eletrodo de íons seletivos e titulação complexométrica a fim de estudar a cinética de liberação para as fases se apatitas / Abstract: Apatite coatings were deposited on titanium surfaces modified by an Yb:YAG laser beam under ambient pressure and air. The apatites were deposited by a biomimetic method using three different SBF (simulated body fluid) solutions that mimic the concentration of salts in the body fluids to obtain the apatites. The titanium surfaces subjected to the process of rapid fusion and solidification (ablation) were immersed in the SBF solutions, remaining there for four days at 37ºC. The samples were characterized by X-ray diffraction (XRD), Rietveld refinement, Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR), scanning electron microscopy (SEM) and solubility. The FTIR spectra showed bands corresponding to chemical bonds, which were confirmed by the XRD analysis and quantified by the Rietveld method. The apatite coatings were subjected to a solubility test in distilled water using ion-selective electrodes and complexometric titration to study the kinetics of drug release through the apatite phases / Doutor

Orientador: Silvania Lanfredi / Banca: Sérgio Antônio Marques de Lima / Banca: Patricia Alexandra Antunes / Resumo: O presente trabalho descreve a síntese e a caracterização de pós de aluminato de cobalto, com estrutura espinélio, avaliando a evolução da microestrutura, dos parâmetros cristalográficos, das ligações químicas, das propriedades eletrônicas e das cores apresentadas pelos materiais em função da temperatura de calcinação dos pós. A influência da diminuição de íons Al+3 nas propriedades do sistema também foi investigada. Ainda, analisou-se o potencial catalítico dos aluminatos preparados na síntese de biodiesel e o potencial fotocatalítico do CoAl2O4, e do CoAl2O4 na presença de carbono ativado, CoAl2O4/CA, na degradação do corante azul de metileno. Pós de aluminato de cobalto estequiométrico, CoAl2O4, e com estequiometrias CoAl1,875O4- e CoAl1,875O4-, foram preparados pelo método poliol modificado e calcinados em diferentes temperaturas. Os pós foram caracterizados por medidas de análises térmicas (TG/DSC), microscopia eletrônica de varredura (MEV), difração de raios X, espectroscopia de absorção na região do infravermelho, espectroscopia de espalhamento Raman e espectroscopia de Reflectância Difusa na região do UV-Visível. Os resultados mostraram uma forte influência da temperatura de calcinação nas propriedades dos pós sintetizados, sendo que o aluminato de cobalto é formado, em maior quantidade, a 1000 °C. Por outro lado, a diminuição da quantidade de íons Al+3 dificulta a formação dessa fase. Os espectros de absorção na região do infravermelho e de espalhamento Raman dos pós apresentaram bandas abaixo de 800 cm-1 relacionadas às vibrações das ligações Co-O e Al-O. Através dos refinamentos da estrutura pelo método de Rietveld verificou-se um pequeno grau de inversão da estrutura espinélio, confirmado também a partir das análises espectroscópicas. Os valores de energia de band gap estimados, usando a equação de Kubelka-Munk, e o método gráfico de Tauc estão ... / Abstract: This work describes the synthesis and characterization of cobalt aluminate powder with spinel structure, evaluating the evolution of the microstructure, crystallographic parameters, chemical bonds, electronic properties and of colors presented by materials as a function of the calcination temperature of powders. The influence of decrease of Al+3 ions in the system properties was also investigated. It was analyzed the catalytic potential of the aluminates for the synthesis of biodiesel. Also, it was analyzed the photocatalytic potential of the CoAl2O4, as well as of the CoAl2O4 in the presence of activated carbon (CoAl2O4/CA) in the degradation of methylene blue dye. Powders of stoichiometric cobalt aluminate, CoAl2O4, and non-stoichiometric, CoAl1,875O4- and CoAl1,75O4-, were prepared by modified polyol method and calcined at different temperatures. The powders were characterized by thermal analysis (TG/DSC), scanning electron microscopy (SEM), X-ray diffraction, infrared and Raman spectroscopy and Diffuse Reflectance spectroscopy in the UV-Visible region. The results showed a strong influence of the temperature of calcination over the properties of the powders. The cobalt aluminate is formed in larger quantities at 1000 °C. On the other hand, the decreasing of the amount of Al+3 ions difficults the formation of this phase. Infrared and Raman spectra of the powders showed bands below 800 cm-1 related to the vibrations of Co-O and Al-O bonds. From Rietveld structural refinement was found a small degree of spinel inversion structure also confirmed by spectroscopic analyzes. The values of band gap energy derived using Kubelka-Munk equation and Tauc graphic method are between 1.5-1.9 eV. The infrared spectra of the products of the catalytic reaction for biodiesel production showed slight modifications compared to the spectrum of the oil used as reagent, which may be indicative of the formation of biodiesel. The greater efficiency ... / Mestre

Orientador: Fernando Luís Barroso da Silva / Banca: Laurent Emmanuel Dardenne / Banca: Marco Antonio Alves da Silva / Banca: José Roberto Ruggiero / Banca: Marcio José Tiera / Resumo: O entendimento da formação de complexos compostos por polieletrólitos e macroíons é fundamental para o estudo de vários processos biológicos e tecnológicos. Neste trabalho foram investigados os aspectos eletrostásticos da complexação, verificando os efeitos da força iônica, da carga macromolecular e do grau de polimerização do políımero na estabilidade do complexo e nas características conformacionais da cadeia. Com o objetivo de obter conclusões gerais para este tipo de sistema, um modelo simplificado foi utilizado. O políımero foi representado por um conjunto de esferas ríıgidas carregadas conectadas por um potencial harmônico, enquanto o macroíıon seguiu um modelo esférico com distribuição de carga homogênea. A interação entre as espécies carregadas foi tratada de acordo com a aproximação de Debye-H¨uckel. Utilizando simulaçãoes Monte Carlo no ensemble canônico, verificou-se que a dissociação do complexo possui características de transição de fase. Condições críticas foram obtidas em concordância com o comportamento observado empiricamente. Resultados da interação de polieletrólitos com proteínas no seu ponto isoelétrico mostraram que a contribuição devido apenas a regulação de carga é suficiente para estabilizar o complexo e pode ser aumentada através de mutações que diminuam a heterogeneidade de carga da proteína. / Abstract: The understanding of macroíon-polielectrolyte complex formation is fundamental for the biological and technological process studies. In this work the electrostatic issues on the complexation were investigated, verifying the effects of ionic strenght, macromolecular charge, and degree of polimerization on the complex stability and the chain conformational features. With the purpose of obtain general conclusions for this system, a simplified model was adopted. The polymer was represented by a set of rigid charged spheres connected by a harmonic potential, and the macroion was represented by a rigid sphere with homogeneous charge distribution. The interaction among macromolecules was described by the Debye-H¨uckel theory. Using Monte Carlo simulations within the canonical ensemble, it was verified that complex dissociation has phase-like transition behaviour. Numerical values for critical conditions were obtained in agreement with the ones experimentally observed. Results of interaction among polyeletrolyte and proteins on their isoelectric point showed that the charge regulation contribuition only is sufficient to make the complex stable. Is is also shown that charge regulation contribution is increased by mutations which promote a lower protein charge density heterogenity. 14 / Doutor

Orientador: José Marques Junior / Coorientador: Milton Cesar Costa Campos / Banca: Marcílio Vieira Martins Filho / Banca: Rafael Montanari / Resumo: Considerando a carência de informações referentes aos diversos ambientes amazônicos, o estudo dos atributos do solo e seu comportamento diante das ações antrópicas sofridas durante o manejo são muito importantes na região sul do Amazonas. Neste sentido, o objetivo deste estudo foi à caracterização de atributos do solo em ambientes na região sul do estado do Amazonas. Neste estudo foram realizadas coletas de solos em seis trincheiras de diferentes locais e manejos em solos de Terra Preta Arqueológica (TPA) onde foi feita a sua caracterização e classificação. Em seguida, foram montadas cinco malhas na região sul do Amazonas sendo elas compostas de floresta, TPA, agrofloresta, mandioca e cana-de-açúcar. Foram feitas medidas da emissão de CO2, temperatura e umidade do solo, onde foram caracterizadas pontualmente e também realizadas análises físicas e químicas do solo. Foram realizados teste de média, análises estatísticas descritivas, geoestatística e análise multivariada nos dados obtidos. Verificou-se nos atributos físicos e químicos comportamento similar nos perfis estudados. Concluiu-se que a hematita e goethita determinados por difração de raio-x e espectroscopia de reflectância difusa além de não apresentarem variações importantes entre os solos estudados, apresenta características similares aos solos não antropizados brasileiros. A cor medida por espectroscopia de reflectância difusa mostrou-se eficiente para indicar variações entre as TPAs estudadas, provando ser uma técnica inovadora, eficiente e promissora para a quantificação indireta dos atributos do solo de forma simples e de baixo custo. A caracterização dos atributos físicos, químicos e biológicos em ambientes antropizados, na região sul do Amazonas, mostrou que os ambientes mandioca e cana-de-açúcar são os que mais se aproximam do ambiente natural Floresta. Assim, os manejos que mais contribuíram para o aumento da ... / Abstract: Considering the lack of information regarding the different Amazonian environments, the study of soil properties and their behavior in the face of human actions incurred during handling are very important in southern Amazonas. In this sense, the objective of this study is the characterization of soil environments in the southern state of Amazon. In this study soil samples were taken in six different locations of trenches and managements in archaeological black earth soils (ABE) where it has been the characterization and classification. Then were assembled five stitches in southern Amazon them being composed of forest, ABE, agroforestry, cassava and sugar cane. Measurements of CO2, temperature and soil moisture, which were characterized punctually and also performed physical and chemical soil analyzes were made. Mean test, descriptive statistical analyzes, geostatistics and multivariate analyzes were performed on data obtained. It was concluded that hematite and goethite determined by x-ray diffraction and diffuse reflectance spectroscopy in addition to not having significant variations between the soils, shows similar uncontaminated soil anthropogenic Brazilian characteristics. The measured color by diffuse reflectance spectroscopy has been successful to indicate variations between ABE studied, proving to be a novel, effective and promising for indirect quantification of soil properties in a simple and low cost technique. The characterization of physical, chemical and biological attributes in anthropogenic environments in the southern Amazon region, showed that cassava environments and cane sugar are those that come closest to the natural environment Forest. Thus, managements that most contributed to the increased variability of attributes in relation to natural variability of forest and agroforestry were ABE / Mestre

Orientador: José Arana Varela / Banca: Maria Aparecida Zaghete Bertochi / Banca: Miguel Jafelicci Junior / Banca: Andrea Simone Stucchi de Camargo / Banca: José Antonio Eiras / Resumo: Nesta tese estudou-se a preparação de filmes finos de PZT não dopados e dopados com Nióbio, depositados sobre substratos de Pt/Ti/SiO2/Si para aplicações em memórias não voláteis de acesso randômico (NVRAM) e memórias ferroelétricas de acesso randômico (FeRAM). A dopagem dos filmes de PZT com Nióbio foi realizada visando obter valores ótimos nas propriedades ferroelétricas para a aplicação destes filmes como memórias ferroelétricas. Todavia, problemas como imprint, corrente de fuga e fadiga na polarização, estão presentes nos dispositivos de memórias contendo filmes de PZT sobre substratos platinizados. Para tentar resolver estes problemas, estudamos a produção de eletrodos de LaNiO3 depositados sobre substratos de SiO2/Si, para substituição dos substratos com eletrodos de Pt na preparação de filmes de PZT. Além disso, a dopagem do PZT com Nb levou a uma melhoria na resistência à fadiga em substratos platinizados. Os filmes foram preparados pelo método das soluções precursoras poliméricas. A influência do tratamento térmico, em forno convencional e em forno microondas, nas propriedades microestruturais e ferroelétricas dos filmes também foi avaliada. / Abstract: In this thesis, we have studied the preparation of non-doped and Nb-doped PZT thin films deposited on Pt/Ti/SiO2/Si substrates for applications in NVRAM and FeRAM devices. Nb doping of PZT films produces good values of ferroelectric properties for the application as ferroelectric memories. PZT films on Pt electrodes present imprint, fatigue and leakage current. We have prepared LaNiO3 films on SiO2/Si substrates to substitute Pt electrodes. Moreover, Nb-doped PZT films deposited on Pt electrodes lead to improved fatigue resistance when compared with non doped PZT films. Non-doped and Nb-doped PZT thin films and LaNiO3 thin films were deposited by the polymeric precursor method. The influence of the thermal treatment in conventional and microwaves oven on the microstructural and ferroelectric properties was evaluated. / Doutor

Orientador: Elson Longo da Silva / Banca: Sidney José Lima Ribeiro / Banca: Júlio Ricardo Sambrano / Resumo: A presente dissertação baseou-se tanto em abordagens experimentais quanto teóricas no estudo da síntese e caracterização do titanato de cálcio - CaTiO3. Utilizou-se uma variação do método dos Precursores Poliméricos, o qual é baseado na quelação de cátions formadores (Ti e Nb) e modificadores (Ca, Sr e Pb) de rede, para obtenção do titanatos em geral. A partir dessas soluções obteve-se seus respectivos espectros de Ressonância Magnética Nuclear de Carbono 13, os quais foram relacionados com cálculos mecânicos quânticos para proposição das geometrias moleculares, tendo por objetivo esclarecer as estruturas e interações dos complexos formados no processo. Com esse estudo observou-se a propriedade de memória química intrínseca ao método utilizado. Com a calcinação das soluções precursoras estudaram-se as fases amorfa e cristalina do titanato de cálcio. Utilizaram-se as técnicas de difração de raios-X e espectroscopia de UV-visível por refletância, para investigação do "gap" do material. Com a descoberta da propriedade fotoluminescente da fase amorfa do material à temperatura ambiente, até então desconhecida, foram realizados cálculos mecânicos quânticos. Tais cálculos auxiliaram na explicação do fenômeno por meio da distribuição dos níveis energéticos do material. Essa metodologia de relação entre os resultados experimentais e teóricos demonstrou-se muito rica, tanto pela diversificação quanto pela quantidade de informações. / Abstract: The present M.Sc. thesis was base don both experimental and theoretical approaches for study of the synthesis and characterization of calcium titanate - CaTiO3. It was used a variation of the Polymeric Precursor Method, that is based on the chelation of both network former (Ti, Nb) and network modifier cations, in order to obtain titanates in general. The solutions therefore prepared had their Carbon 13 NMR spectra obtained. These spectra, together with quantum mechanic calculations supported the proposition of the molecular geometries, with the goal of making clear the structures and interactions of the complexes formed in the process. In this study it was noticed that the chemical memory is intrinsic to this method. The amorphous and crystalline phases of calcium titanate, formed upon the heat treatment of the precursor citrates were studied. The technique of X-ray diffraction was used to phase determination and UV-visible reflectance spectroscopy was employed, in order to investigate the band gap of the material. The recent discovery of room temperature photoluminescence in the amorphous phase of this material encouraged the accomplishment of quantum mechanic calculations. These calculations helped to explain the phenomenon by means of the distribution of the energy levels of the material. Our methodology of interconnection between the experimental and theoretical results was shown to be very fruitful, in terms of both diversification and amount of information. / Mestre