Submitted by Renata Lopes (renatasil82@gmail.com) on 2016-06-08T13:19:18Z No. of bitstreams: 1 rafaelfelipecoelhoneves.pdf: 4428183 bytes, checksum: c285f713f0bc1b3a74476dcda5baab40 (MD5) / Approved for entry into archive by Adriana Oliveira (adriana.oliveira@ufjf.edu.br) on 2016-07-13T13:27:17Z (GMT) No. of bitstreams: 1 rafaelfelipecoelhoneves.pdf: 4428183 bytes, checksum: c285f713f0bc1b3a74476dcda5baab40 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-07-13T13:27:17Z (GMT). No. of bitstreams: 1 rafaelfelipecoelhoneves.pdf: 4428183 bytes, checksum: c285f713f0bc1b3a74476dcda5baab40 (MD5) Previous issue date: 2015-10-01 / CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / A substituição de combustíveis fósseis por biocombustíveis obtidos a partir de fontes renováveis consiste em uma importante estratégia para minimizar as emissões de gases do efeito estufa. Neste sentido, a conversão da biomassa lignocelulósica em biocombustíveis representa uma fonte sustentável que atende à demanda global de energia. Elétrons de baixa energia em plasmas têm potencial para superar a resistência físico-química da biomassa possibilitando a geração de produtos químicos de alto valor. Isto ocorre devido à quebra química induzida pela captura eletrônica dissociativa ou por processos de fragmentação através da excitação ou ionização por impacto de elétrons. Nesta tese foi investigado o espalhamento de elétrons pelas biomoléculas fenol e furfural, que são subunidades da biomassa lignocelulósica. Espectros experimentais de perda de energia de elétrons (EPEE) foram registrados para o fenol e furfural, para energias de impacto de 15, 20, 30, 40 e 250 eV, para ângulos entre 10◦ e 90◦. Estes espectros foram usados para obtenção de Seção de Choque (SC) e Força de Oscilador Generalizada (FOG) para as transições eletrônicas permitidas por dipolo, possibilitando também, a determinação de suas Forças de Oscilador Óptico. Seções de Choque Diferenciais (SCD) foram medidas para a excitação por impacto de elétrons de estados eletrônicos, bem como de modos vibracionais compostos não resolvidos do fenol. Estas investigações fornecem os primeiros resultados publicados na literatura para os estados eletrônicos excitados singleto e tripleto do fenol, até o primeiro potencial de ionização, e ainda, para as Seções de Choque de excitações vibracionais. Foram também obtidos dados de Seções de Choque Integrais (SCI) para excitações eletrônicas e vibracionais por impacto de elétrons em fenol. Dados de Seções de Choque Diferenciais Triplas (SCDT) para a ionização do fenol por impacto de elétrons (e, 2e) foram gerados através de uma cinemática coplanar assimétrica para energia eletrônica incidente de 250eV. Para o furfural, os dados experimentais foram utilizados em conjunto com cálculos teóricos na atribuição de seus estados excitados. A boa concordância entre os resultados teóricos e os experimentais permite fornecer a primeira atribuição quantitativa da espectroscopia dos estados eletrônicos do furfural na faixa de energia estudada. / Replacing fossil fuels with biofuels obtained from renewable sources is an important strategy to minimize greenhouse gas emissions. In this sense, the conversion of lignocellulosic biomass into biofuels is a sustainable source of energy to meet global energy demands. Low-energy electrons in plasmas have the potential to overcome the biomass physicochemical resistance enabling the production of high value chemicals. This happens due to chemical breakdown induced through dissociative electron attachment or electron impact excitation- or ionizationfragmentation processes. In this thesis was investigated the electron scattering by the biomolecules phenol and furfural, that are subunits of the lignocellulosic biomass. Experimental electron-energy loss spectra (EELS) were recorded to phenol and furfural, measured at impact energies of 15, 20, 30, 40 and 250 eV, for angles between 10◦ and 90◦. These spectra were used to derive Cross Sections (CS) and Generalized Oscillator Strengths (GOS) for the dipoleallowed electronic transitions, also allowing the determination of their Optical Oscillator Strengths. Differential cross sections (DCS’s) were measured for the electron-impact excitation of the electronic states as well as of a number of composite unresolved vibrational modes in phenol. These investigations provide the first results published on the literature to singlet and triplet excited electronic states of phenol, up to the first ionization potential and, to the vibrational excitation Cross Sections. In addition, it were obtained integral cross sections (ICS’s) data for electron impact vibrational and electronic excitations in phenol. Triple differential cross sections (TDCS) data for the electron-impact ionization of phenol (e,2e) were generated with coplanar asymmetrical kinematics for an incident electron energy of 250 eV. Regarding to furfural, the experimental data were used along with calculations in order to assign the excited states. The good agreement between the theoretical results and the measurements allows providing the first quantitative assignment of the electronic state spectroscopy of furfural over the energy range studied.

Submitted by Marta Toyoda (1144061@mackenzie.br) on 2018-03-09T18:29:40Z No. of bitstreams: 2 Henrique Bücker Ribeiro.pdf: 52664887 bytes, checksum: fae53e5610800249b35ec42bfe1bc654 (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) / Approved for entry into archive by Paola Damato (repositorio@mackenzie.br) on 2018-04-03T13:11:04Z (GMT) No. of bitstreams: 2 Henrique Bücker Ribeiro.pdf: 52664887 bytes, checksum: fae53e5610800249b35ec42bfe1bc654 (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) / Made available in DSpace on 2018-04-03T13:11:04Z (GMT). No. of bitstreams: 2 Henrique Bücker Ribeiro.pdf: 52664887 bytes, checksum: fae53e5610800249b35ec42bfe1bc654 (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Previous issue date: 2017-12-15 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / Fundação de Amparo a Pesquisa do Estado de São Paulo / Fundo Mackenzie de Pesquisa / In this thesis, the properties of four kinds of layered materials were investigated: twisted bilayer graphene, black phosphorus, germanium selenide (GeSe) and germanium sulfide (GeS) (group IV monochalcogenides) by means of Raman spectroscopy. The Raman spectrum of different twisted bilayer graphene samples rotated by different angles ranging from 0 to 30 was measured using three lasers with wavelengths of 488 nm, 532 nm, and 633 nm. The electronic structure of the investigated samples was mapped and the energy in which the resonances take place were attributed to the presence of van Hove singularities that are related to the size of Moiré cell. Angular dependence measurements of the Raman spectrum on black phosphorus (BP) samples were also performed and it was demonstrated that the angular dependence of the Raman band intensities presents an unusual behavior. In order to explain such behavior, one must consider the complex nature of the Raman tensors. Furthermore, the atomic structure and phonon behavior in the vicinity of the BP sample edges were also studied using polarized Raman spectroscopy and the experimental results were explained by using density functional theory calculations. Polarized Raman spectra showed the appearance of some modes at the edges of the samples prohibited by symmetry selection rules. Theoretical simulations confirm that this symmetry breaking originates from an atomic rearrangement at the edges of the crystal. A similar behavior was also observed for GeS and GeSe samples and the appearance of Raman modes of the edges was attributed to the reorganization of the atoms of the crystal edges, since their crystal structure are similar to that of BP crystals. / Nesta tese investigamos as propriedades de quatro tipos de materiais bidimensionais: grafeno bicamada rodado(empilhamento de duas camadas com diferentes ângulos de rotação entre camadas), fósforo negro, seleneto de germânio e sulfeto de germânio (monocalcogenetos do grupo IV) por meio de espectroscopia Raman. O espectro Raman de diferentes amostras de grafeno rodado com diferentes ângulos de rotação entre as camadas, variando entre 0_ a 30_ foram medidos utilizando lasers com comprimentos de onda de 488nm, 532nm e 633nm. As estruturas eletrônicas das amostras investigadas foram mapeadas e a energia em que as ressonâncias acontecem foram atribuídas às singularidades de van Hove que estão relacionadas com o tamanho da célula de Moiré obtida pela rotação de uma camada em relação a outra. Medidas de dependência angular do espectro Raman em amostras de fósforo negro(BP) foram também realizadas e foi demonstrado que a dependência angular dos espectros Raman apresenta um comportamento não usual. Para explicar tal comportamento foi mostrado que deve-se sempre considerar a natureza complexa dos elementos do tensor Raman. A estrutura atômica e comportamento de fônons nas proximidades da borda de amostra de BP foi também estudada experimentalmente usando espectroscopia Raman polarizada e explicada teoricamente usando cálculos baseados na teoria do funcional da densidade. Os espectros Raman polarizados mostraram o aparecimento de modos nas bordas das amostras, normalmente proibidos por regras de seleção de simetria da fase bulk. As simulações teóricas confirmaram que a quebra de simetria se origina de uma reorganização atômica nas bordas do cristal. Esse mesmo fenômeno foi também observado em amostras de GeS e GeSe que apresentam uma estrutura cristalina similar à de cristais de BP.

Nenhuma / A espectroscopia Mössbauer de 57Fe é uma técnica nuclear, não-destrutiva, utilizada na investigação das propriedades estruturais, magnéticas e hiperfinas de diferentes materiais sólidos. Trata-se, portanto, de uma poderosa ferramenta de caracterização de materiais na física, metalurgia, geologia e biologia, particularmente em materiais magnéticos, ligas metálicas e minerais contendo Fe. Na atualidade, a Espectroscopia Mössbauer de Elétrons de Conversão (CEMS) é amplamente utilizada no estudo de filmes finos e ultrafinos, bem como outros materiais nanoestruturados. No caso de nanoestruturas magnéticas, estudos a baixas temperaturas (LT) são particularmente importantes devido à possibilidade de efeitos oriundos do fenômeno do superparamagnetismo. Neste trabalho foi desenvolvido um sistema de medição CEMS a baixas temperaturas (< 20 K) utilizando um Channeltron (multiplicador de e-) e um Criostato ótico (Modelo SVT-400 da Janis Research Co, EUA) tendo como base um detector originalmente desenvolvido no Departamento de Física Aplicada / Espectroscopia Mössbauer da Universidade de Duisburg-Essen, Alemanha. O detector LTCEMS foi construído, testado e aplicado com sucesso num estudo preliminar de caracterização de bicamadas Fe/(EuxPb1-x)Te(111) com uso de camada sonda de 57Fe de apenas 15Å, obtendo resultados a temperaturas de até 8 K na amostra. / The 57Fe Mössbauer spectroscopy is a nuclear, non-destructive technique used for the investigation of structural, magnetic and hyperfine properties of several materials. It is a powerful tool in characterizing materials in physics, metallurgy, geology and biology field areas, especially magnetic materials, alloys and minerals containing Fe. Lately, the Conversion Electron Mössbauer Spectroscopy (CEMS) is widely used in making studies on ultra-thin magnetic films, as well as other nanoestructured materials. In case of magnetic nanostructures, low temperature (LT) studies are especially important due to the possibility of dealing with superparamagnetic effects. In this work it was developed a CEMS measurement system for low temperatures (< 20K) based on a solid-state electron multiplier (Channeltron) and an optical cryostat (Model SVT-400, Janis Research Co, USA), from which the project was originally conceived at the Applied Physics / Mössbauer Spectroscopy Department from University of Duisburg-Essen, Germany. The LT-CEMS system was fully built, tested and successfully applied in a preliminary characterization of Fe/(EuxPb1-x)Te(111) bilayers with use of a 15 Å, 57Fe probe layer, with reasonable results at sample temperatures as low as 8 K.

O estudo das ligas de Heusler tem despertado grande interesse devido às diversas funcionalidades que as propriedades destas ligas proporcionam. Essas ligas em particular, apresentam comportamentos de semi-metais1 ferromagnéticos, polarização total de spin e estruturas atômicas superordenadas, aspectos que ainda representam novidades no campo de pesquisas [1-3]. Neste trabalho foi investigada a influência dos parâmetros de crescimento nas propriedades magnéticas e estruturais de filmes finos de ligas de Heusler a base de Co-Fe-Al. Os filmes foram obtidos por codeposição via pulverização catódica utilizando alvos dos elementos puros (Co, Fe e Al) e de ligas de FeAl e caracterizados por espectroscopia Mössbauer por elétrons de conversão (CEMS), difração de raios X em ângulo rasante GIXRD e magnetometria de amostra vibrante (VSM). Os nossos resultados mostraram que os filmes de CoFeAl obtidos via codeposição de dois alvos (Co e FeAl), formam mais de uma fase, identificadas por CEMS como CoFeAl, com estrutura tipo B2/ L21 e FeAl (clusters). Por outro lado, os filmes de CoFeAl obtidos por codeposição de três alvos dos elementos puros (Co, Fe e Al) apresentaram somente a fase de CoFeAl com estrutura do tipo L21 com alto grau de ordenamento químico. Não foi observado a formação de clusters (FeAl). Os filmes Co2FeAl como obtidos por codeposição a partir de dois alvos (Co e FeAl) formam mais de uma fase de Co2FeAl com estruturas desordenados do tipo A2 e B2. Por outro lado, os filmes de Co2FeAl (3 alvos) apresentaram uma única fase com alto grau de ordenamento, possivelmente com estrutura do tipo L21. / Studies of Heusler alloys have attracted great interest due to several features provided by these alloys. They exhibit half-metallic ferromagnetism, high spin polarization and ordered atomic structures, properties that still represent new aspects in the field of research [1-3]. In this study, we investigated the growth parameters influence on the magnetic and structural properties of Heusler alloys thin films based on Fe-Co-Al. The films were obtained by co-deposition via sputtering with targets of pure elements (Co, Fe and Al) and FeAl alloys. Conversion Electron Mössbauer Spectroscopy (CEMS), Grazing Incidence X-ray Diffraction (GIXRD) and Vibrating Sample Magnetometer (VSM) were used to characterize such films. CEMS results of CoFeAl films obtained by co-deposition of two targets (FeAl and Co) showed more than one CoFeAl phase with B2 - L21 structures and clusters of FeAl. Samples grown by three pure targets (Co, Fe and Al) had only one phase formation of L21-type structure with a high chemical order, and clusters (FeAl) were not observed. Co2FeAl films obtained by co-deposition from two targets (Co and FeAl) had more than one phase with A2 and B2 disordered structures. In addition, Co2FeAl films grown by three targets showed single phase with high chemical order, indicating L21-type structure.

Submitted by Hellen Luz (hellencrisluz@gmail.com) on 2017-10-04T18:58:57Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Tese_DesenvolvimentoDispositivosEletronicos.pdf: 10630058 bytes, checksum: 2e05a8eb0e80f673c7cbd1c7167b5ded (MD5) / Rejected by Edisangela Bastos (edisangela@ufpa.br), reason: on 2017-10-10T17:05:00Z (GMT) / Submitted by Hellen Luz (hellencrisluz@gmail.com) on 2017-10-16T15:35:00Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Tese_DesenvolvimentoDispositivosEletronicos.pdf: 10630058 bytes, checksum: 2e05a8eb0e80f673c7cbd1c7167b5ded (MD5) / Approved for entry into archive by Edisangela Bastos (edisangela@ufpa.br) on 2017-11-14T14:10:02Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Tese_DesenvolvimentoDispositivosEletronicos.pdf: 10630058 bytes, checksum: 2e05a8eb0e80f673c7cbd1c7167b5ded (MD5) / Made available in DSpace on 2017-11-14T14:10:02Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Tese_DesenvolvimentoDispositivosEletronicos.pdf: 10630058 bytes, checksum: 2e05a8eb0e80f673c7cbd1c7167b5ded (MD5) Previous issue date: 2011-02-14 / CNPq - Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / Nesse trabalho foram desenvolvidos vários dispositivos orgânicos nano e micro-estruturados baseados em moléculas de 4-dimetil amino azobenzeno-2-carboxílico (Vermelho de metila - VM), Fulureno C 60(subscrito), nanocompósitos de Aluminio/Nanotubos de Carbono (AL/NC) e os polímeros: Poli(3, 4-etileno dioxitiofeno)-poly(stireno sulfonato) - PEDOT-PSS e Poli (3-hexiltiofeno) - P3HT. Estes dispositivos são: Memória volátil, sensores de vapor de combustível, sensor termo-piezoresistivo e fotocélulas, que foram manufaturados por meio de centrifugação, gotejamento e deposição química de vapor, onde resultaram em dispositivos com geometria planar ou camada por camada. Foram realizadas caracterizações morfológicas, óticas, elétricas e térmicas nos dispositivos, que resultaram em: (a) memória volátil com um tempo de retenção do bit de 4,5 s, curvas características de corrente vs tensão com razões de pico-vale de 8:1 sob tensão elétrica positiva e 1:1 sob tensão elétrica negativa com condutividades de 10- 4(sobrescrito) S/m (estado OFF) para 10-³ S/m (estado ON) à temperatura ambiente; (b) sensores de vapor combustível com características de resistores químicos com sensibilidade para etanol e gasolina comrcial sobre concentrações de 26,25 ppm; (c) sensor termo-piezoresistivo com relação polinomial entre temperatura e resistência elétrica, relação linear entre pressão e resistência elétrica com precisão maior do que um termopar do tipo K quando comparados a um termômetro de mercúrio à temperatura ambiente; (d) fotocélulas com melhor desempenho quando dopadas por vermelho de Metila com eficiências quânticas acima de 0,04%, potência real de 0,27 e eficiência na conversão de potência de 2,0%. Esses resultados indicam que os dispositovos eletrônicos desenvolvidos apresentaram um bom desempenho quando alguns dos seus parâmetros foram comparados aos similares orgânicos. / In this work, several nano and microstructured organic devices were developed based on molecules of 4-dimethyl amino azobenzene-2-carboxylic acid (Methyl Red – VM), C60 Fullerene, nanocomposite of Aluminum/Carbon Nanotubes (Al/NC) and polymers: Poly(3, 4- dioxithiophene ethylene)-poly(sulfonate stireno) – PEDOT-PSS and poly(3-hexiltiofeno) – P3HT. These devices are volatile memory, fuel sensors, thermal-piezoresisitive sensor and photocells, which were manufactured by spin-coating, drop casting and chemical vapor deposition, resulting in devices with planar or layer by layer geometry. Morphological, optical, electrical and thermal characterizations were performed on devices, resulting: (a) volatile memory with a bit retention time of 4.5 s, the characteristic curves of current vs. voltage with peak-valley ratios of 8: under a 10:1 voltage positive and negative electrical energized with electrical conductivity of 10-4 S / m (OFF state) to 3.10 S / m (ON) at room temperature, (b) fuel sensors like chemiresistor sensors characteristics with sensitivity to ethanol and gasohol in concentrations of 26.25 ppm, (c) thermal-piezoresistive sensor with polynomial relationship between temperature and electrical resistance, linear relationship between pressure and electrical resistance, more accurate than a K type thermocouple when compared to a mercury thermometer at room temperature, (d) photocells with better performance when doped by Methyl Red showed quantum efficiencies up to 0.04%, real power at 0.27 and power conversion efficiency of 2.0%. These results indicate that electronic devices developed showed a better performance in comparison to similar organics.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Neste trabalho abordamos a teoria de Ginzburg-Landau da supercondutividade (teoria GL). Apresentamos suas origens, características e resultados mais importantes. A idéia fundamental desta teoria e descrever a transição de fase que sofrem alguns metais de uma fase normal para uma fase supercondutora. Durante uma transição de fase em supercondutores do tipo II é característico o surgimento de linhas de fluxo magnético em determinadas regiões de tamanho finito chamadas comumente de vórtices. A dinâmica destas estruturas topológicas é de grande interesse na comunidade científica atual e impulsiona incontáveis núcleos de pesquisa na área da supercondutividade. Baseado nisto estudamos como essas estruturas topológicas influenciam em uma transição de fase em um modelo bidimensional conhecido como modelo XY. No modelo XY vemos que os principais responsáveis pela transição de fase são os vórtices (na verdade pares de vórtice-antivórtice). Villain, observando este fato, percebeu que poderia tornar explícita a contribuição desses defeitos topológicos na função de partição do modelo XY realizando uma transformação de dualidade. Este modelo serve como inspiração para a proposta deste trabalho. Apresentamos aqui um modelo baseado em considerações físicas sobre sistemas de matéria condensada e ao mesmo tempo utilizamos um formalismo desenvolvido recentemente na referência [29] que possibilita tornar explícita a contribuição dos defeitos topológicos na ação original proposta em nossa teoria. Após isso analisamos alguns limites clássicos e finalmente realizamos as flutuações quânticas visando obter a expressão completa da função correlação dos vórtices o que pode ser muito útil em teorias de vórtices interagentes (dinâmica de vórtices). / In this work we introduced the Ginzburg-Landau theory of superconductivity (GL theory). We have shown your foundations, features and more important results. The fundamental idea of this theory is to describe the phase transition that some metals undergoes from a normal to a superconductor phase. During a phase transition in superconductors of type II is common the appearance of magnetic flux lines in given regions of finite size called of vortices. The knowledge of the dynamics of these vortices is of great importance in the current cientific community and drives many research centers to study the superconductivity. In view of this we study how these vortices changes a phase transition in a bidimensional model known as XY model.In XY model one can show that the main responsible for the phase transition are the vortices (or still, vortice-antivortice pairs). Villain, noting this fact, realized that could to turn explicit the contribution of theses topological defects in the partition function of XY model making a duality transformation. This model inspired us to study the subject of this master thesis. We presented here a model based in physical considerations about systems of condensed matter. At the same time we used a formalism developed in reference [29] that permits to turn explicit the contribution of these vortices in the original action proposed in our theory. Finally we analysed some classical limits and we looked for the quantum fluctuations to obtain the complete expression of the correlation function of vortices, whose utility is in the study of interacting vortices is wide (vortex dynamics).

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado do Rio de Janeiro / O objetivo deste trabalho é a síntese e investigação estrutural e óptica de amostras SrGa2O4 dopados com 1% de íons Ni2+. Estas amostras foram sintetizados por reação do estado sólido convencional, utilizando como materiais de partida de alta pureza Ga2O3, SrCO3 e NiO em quantidades estequiométricas. As amostras foram caracterizadas estruturalmente pelo método de difração de raios - X( XRD ) e as medições de difração mostraram que as amostras têm uma única fase monoclínica. Os padrões de XRD também foram refinados pelo método de Rietveld, que permitiu a determinação dos parâmetros de célula unitária. A Caracterização óptica das amostras puras e dopadas SrGa2O4 foram realizadas as medições a partir de fotoluminescência, de excitação e de absorção fotoacústica, à temperatura ambiente. Os espectros de emissão mostraram três bandas de emissão localizadas em 557 nm, 661 nm e 844 nm e foram identificadas essas bandas, respectivamente, com as seguintes transições eletrônicas :1T2 (1D) &#8594; 3A2 (3F), 3T1 (3F)&#8594; 3A2 (3F) e 1T2 (1D) &#8594; 3T2 (3F). Os espectros de excitação mostraram seis bandas de absorção associadas às transições electrônicas do nível 3A2 (3F) para o 3T1 (3P) , T1 (3P), 1A1 (1G), 1T2 (1D), 3T1 (3F), 1E (1D) e 1T2, 1E (1G). Medidas de absorção fotoacústica também foram realizados com o fim de verificar as transições ópticas observadas nos espectros de excitação e de identificar novas bandas de absorção óptica. Os resultados demonstraram que os íons de Ni2+ ocupam dois locais octaédricos diferentes na amostra SrGa2O4 dopado. A partir das transições ópticas observadas nos espectros de excitação e fotoacústica, determinou-se o parâmetro de cristal de campo, dq, e parâmetros Racah, B e C. A proporção Dq / B &#8776; 1.2 para ambos os locais são típicos para Ni2+ íons inseridos em redes de óxido e em coordenação octaédrica. / The aim of this work is the synthesis and structural and optical investigation of SrGa2O4 samples doped with 1% of Ni2+ ions. These samples were synthesized by conventional solid-state reaction using as starting materials high purity SrCO3, Ga2O3 and NiO in stoichiometric quantities. Samples were structurally characterized by X-ray diffraction (XRD) method and the diffraction measurements showed that the samples have a single monoclinic phase. The XRD patterns were also refined by the Rietveld method which allowed the determination of the unit cell parameters. Optical characterization of the pure and doped SrGa2O4 samples were performed from photoluminescence, excitation and photoacoustic absorption measurements at room temperature. Emission spectra showed three emission bands localized at 557 nm, 661 nm and 844 nm and these bands were identified, respectively, with the following electronic transitions: 1T2 (1D) &#8594; 3A2 (3F), 3T1 (3F)&#8594; 3A2 (3F) e 1T2 (1D) &#8594; 3T1 (3F). Excitation spectra showed six absorption bands associated to the electronic transitions from the level 3A2 (3F) to the 3T1 (3P), 1A1 (1G), 1T2 (1D), 3T1 (3F), 1E (1D) e 1T2, 1E (1G) levels. Photoacoustic absorption measurements were also carried out in order to verify the optical transitions observed in the excitation spectra and to identify new optical absorption bands. The results showed that Ni2+ ions occupy two different octahedral sites in the SrGa2O4 doped sample. From the optical transitions observed in the excitation and photoacoustic spectra, we determined the crystal-field parameter, Dq, and Racah parameters, B and C. The ratio Dq/B &#8776; 1.2 for both sites are typical for Ni2+ ions inserted in oxide lattices and in octahedral coordination.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / O efeito magnetocalórico, base da refrigeração magnética, é caracterizado por duas quantidades: a variação isotérmica da entropia (&#916;ST) e a variação adiabática da temperatura (&#916;Tad) as quais podem ser obtidas sob variações na intensidade de um campo magnético aplicado. Em sistemas que apresentam anisotropia magnética, pode&#8208;se definir o efeito magnetocalórico anisotrópico, o qual, por definição, é calculado através da variação na direção de aplicação de um campo magnético cuja intensidade se mantém fixa. Nos materiais de nosso interesse, o efeito magnetocalórico é estudado teoricamente partindo de um hamiltoniano modelo que leva em conta a rede magnética (que pode ser composta por diversas sub-redes magnéticas acopladas), rede cristalina e a dinâmica dos elétrons de condução. No hamiltoniano magnético são consideradas as interações de troca, Zeeman e campo cristalino (esta ultima responsável pela anisotropia magnética). Recentemente, estudamos o efeito magnetocalórico convencional e o efeito magnetocalórico anisotrópico nos compostos mononitretos com terras-raras, a saber: Ho(y)Er(1-y)N para as concentrações y= 0,1,0.5 e 0.75. Comparações entre nossos resultados teóricos e os dados experimentais para o EMC foram bastante satisfatórias [3,9]. Além disso, diversas predições teóricas como a existência de uma fase ferrimagnética no sistema Ho(y)Er(1-y)N (para a concentração y=0.5) e reorientações de spin nas sub-redes do Ho e Er foram feitas [25]. / The magnetocaloric effect, magnetic refrigeration base, is characterized by two quantities: the isothermal entropy change (&#916;ST) and the adiabatic temperature change (&#916;Tad) which can be obtained through variations in the intensity of a magnetic field applied. In systems which present magnetic anisotropy, one can define anisotropic magnetocaloric effect, which, by definition, is calculated through the variation the direction of application of a magnetic field whose intensity remains fixed. In the materials of our interest, the magnetocaloric effect is studied theoretically starting from a model Hamiltonian which takes into account the magnetic lattice (that can be composed of several magnetic sublattices coupled), crystalline lattice and the dynamics of the conduction electrons. In the magnetic hamiltonian are considered the exchange interactions, Zeeman and crystalline electrical field (this latter responsible for the magnetic anisotropy). Recently, we studied the conventional magnetocaloric effect and anisotropic magnetocaloric effect in mononitrides compounds with rare earths, namely: o(Y)Er(1-Y)N for concentrations y= 0,1,0.5 e 0.75 . Comparisons between our theoretical results and experimental data for EMC were quite satisfactory [26].Furthermore, several theoretical predictions how to the existence of a phase ferrimagnetic in the system Ho(y)Er(1-y)N (for concentration ) and spin reorientations in the sublattices of Ho and Er were made [25].

Made available in DSpace on 2016-12-23T14:20:01Z (GMT). No. of bitstreams: 1 EMC_Heusler- parte 1.pdf: 1976712 bytes, checksum: 54cbe3c62f71ef7121b79c6f4e1efaa0 (MD5) Previous issue date: 2008-03-28 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / In this work, magnetic entropy change of nonstoichiometric Ni54[Mn(1-x)Fex]19Ga27 Heusler alloys was experimentally verified by partial substitution (up to 50%) of the Mn atoms by magnetic Fe atoms. Such study was mainly concentrated in the magneto-structural transformation region, at low temperatures. The analysis of X-ray diffraction patterns indicate that the partial substitution of Mn atoms by Fe atoms causes predominance of the L21 -phase, however accompanied by spurious phases. The magnetization measurements as a function of the temperature in the low magnetic field reveals that, in all concentration range (0 x 0.5), the system presents a magnetic transition (Ferromagnetic Paramagnetic) at a temperature, TC, near the room temperature, when the material lay in the austenitic phase. Moreover, as many others Heusler alloys, the material undergoes a martensitic structural transition at low temperatures, TM. As the Fe concentration increases, the Curie temperature, TC, undergoes a little variation, increasing around 5%, while TM decreases slowly and monotonically. The magnetic entropy change, for a field of 5T, presents a maximum SM = - 9,3 J/kg.K, for x = 0.1, at a temperature of 250K, and than decreases for x 0.3, changing linearly with the maximum applied field. / Neste trabalho, verificou-se experimentalmente a variação da entropia magnética nas ligas Heusler não-estequiométricas Ni54[Mn(1-x)Fex]19Ga27, substituindo-se parcialmente (até 50%) os átomos de Mn por átomos de Fe. Tal estudo focalizou-se principalmente na região de transformação magneto-estrutural a baixas temperaturas. A análise dos difratogramas de raios-X indica que a substituição parcial de Mn por Fe nessa faixa de concentração, ocasiona uma predominância da fase- L21, porém acompanhada de outras fases espúrias. As medidas de magnetização em função da temperatura realizadas a campos baixos revelam que, em toda a faixa de concentração estudada (0 x 0,5), o sistema apresenta uma transição magnética (Ferromagnético Paramagnético) ao atingir a temperatura de Curie, TC, um pouco acima da temperatura ambiente, quando o material se encontra na fase austenítica. E, assim como muitas outras ligas Heusler, o material sofre uma transição estrutural ao ser resfriado a temperaturas inferiores à temperatura de transição martensítica, TM. À medida que se aumenta a concentração de Fe, a temperatura de Curie, TC, sofre uma pequena variação, aumentando em torno de 5%, enquanto que TM diminui lenta e monotonicamente. A variação da entropia, para um campo de 5T, apresenta um máximo SM = - 9,3 J/kg.K para x = 0,1, a uma temperatura T = 250K e, então, diminui para x 0,3, variando linearmente com o campo aplicado.

Made available in DSpace on 2016-12-23T14:20:02Z (GMT). No. of bitstreams: 1 andre luiz alves pre-textual.pdf: 117556 bytes, checksum: 76d3afbdf37ad33e26738ca777741be3 (MD5) Previous issue date: 2010-10-30 / We have studied the stabilization of NaZn13 phase in the intermetallic compound of generic composition LaFe11,4sp1,6 (sp = Si, Al). This stabilization was investigated through the partial substitution of Fe by atoms of Al and Si, and trough the substitution of La by Y or Gd, which are rare earths elements with no orbital contribution to the magnetic moments. We have chosen to study the compounds with stoichiometry LaFe11,4sp1,6 (sp = Al, Si), with y = 0,88, for which compounds are metamagnetic. We firstly studied NaZn13 phase formation in some mixed compounds of composition LaFe11,4(AlxSi1-x)1,6 (0 less or equals x less or equals 1), prepared using an electric arc furnace. The compounds were characterized by Mössbauer Spectroscopy, X Rays Diffraction and Energy Dispersive X Ray Spectroscopy. Some compositions have a predominant NaZn13 phase, while in other regions the fraction of the NaZn13 phase is relative small due to the presence of other phases formed by segregation. We have also investigated the partial substitution of La atoms by atoms of Y and Gd, in the following compounds La1-x(RE)xFe11,4Si1,6 (RE = Gd or Y), with x= 5%. This substitution doesn t modify significantly the stabilization of the NaZn13 phase compared to the non-substituted compound and the fraction of the segregated a-Fe phase is maintained around 50%. We have used a new procedure using the mechanical alloying to prepare LaFe11,4Si1,6 compounds. It consists in submitting the melted sample to a 0.5 to 1 hour long high energy ball milling process and then in annealing the sample. The process induced a significant reduction of the rich-Fe phase formation compared to a conventional process. Therefore, the process allows to obtain samples with a higher fraction of the desired NaZn13 phase. Therefore, the process allows obtaining samples with a higher fraction of the desired NaZn13 phase. / Neste trabalho foi estudada a estabilização da fase tipo NaZn13 no composto intermetálico LaFe11,4sp1,6 (sp = Si, Al). Essa estabilização foi investigada através da substituição parcial de átomos de Fe por átomos de Al e Si, além da substituição parcial de La por Y ou Gd, que são terras-raras com contribuição orbital nula para o momento magnético. Particularmente, foram escolhidos os compostos com fórmula estequiométrica La[Feysp1-y]13 , com y = 0,88, devido seu caráter metamagnético. Foi inicialmente estudada a formação da fase tipo NaZn13, nos compostos mistos LaFe11,4(AlxSi1-x)1,6 (0 menor ou igual x menor ou igual 1), através da fusão em arco voltaico. Esses compostos foram caracterizados pelas técnicas experimentais de: espectroscopia Mössbauer, difração de raios X e espectroscopia por dispersão de energia. Em algumas regiões de composição, os compostos mistos apresentam a fase NaZn13 majoritária. Em outras regiões de composição, a quantidade da fase tipo NaZn13 é relativamente pequena, se comparado com as demais fases formadas nos processos de segregação. Em seguida, foi investigada a substituição parcial de La por átomos de Y e Gd, ou seja, foram estudados os compostos La1-x(RE)xFe11,4Si1,6 (RE = Y ou Gd) com x = 5%. Os resultados sugerem que esta substituição não provoca mudança significativa na estabilização da fase tipo NaZn13 nos compostos a base de Si, ou seja, independentemente do dopante a fração das fases segregadas ricas em Fe é de aproximadamente 50%. Finalmente, foi usada a técnica de mecanossíntese (ou moagem em altas energias) para propiciar a estabilização de uma maior fração da fase tipo NaZn13, nos compostos a base de Si, já que estes apresentam maiores segregações de Fe e possuem grande potencial para aplicação tecnológica em refrigeradores que usam o efeito magnetocalórico. Assim, as amostras foram fundidas e submetidas à mecanossíntese por 0,5 - 1 hora em um moinho da marca SPEX8000 e depois tratada termicamente. Os resultados estão mostrando significativa redução da fase bcc-Fe segregada, conseqüentemente um aumento da fração da fase tipo NaZn13.