Submitted by Cleide Dantas (cleidedantas@ufpa.br) on 2014-04-29T13:22:22Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23898 bytes, checksum: e363e809996cf46ada20da1accfcd9c7 (MD5) Dissertacao_PropriedadesOpticasTermicas.pdf: 3108116 bytes, checksum: c6b0d40073cb32fbd3cad1687aabdfcc (MD5) / Approved for entry into archive by Ana Rosa Silva (arosa@ufpa.br) on 2014-06-11T16:11:03Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23898 bytes, checksum: e363e809996cf46ada20da1accfcd9c7 (MD5) Dissertacao_PropriedadesOpticasTermicas.pdf: 3108116 bytes, checksum: c6b0d40073cb32fbd3cad1687aabdfcc (MD5) / Made available in DSpace on 2014-06-11T16:11:03Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23898 bytes, checksum: e363e809996cf46ada20da1accfcd9c7 (MD5) Dissertacao_PropriedadesOpticasTermicas.pdf: 3108116 bytes, checksum: c6b0d40073cb32fbd3cad1687aabdfcc (MD5) Previous issue date: 2008 / CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Usamos uma metodologia experimental para investigar propriedades ópticas e térmicas da oleína de palma (OP), a fração líquida do azeite de palma (Elaies guineensis) obtida por fracionamento natural, com propriedades físicas que diferem apreciavelmente do azeite. Em uma primeira abordagem, estudamos os espectros de absorção e emissão monitorando a modificação dos espectros com o aumento da concentração β-caroteno misturado com OP, o que permitiu encontrar o coeficiente de absorção molar do β-caroteno (ε = 920,802 mol -1.cm-1.L). Este valor é muito baixo em relação aos conhecidos para o β-caroteno diluído em um solvente puro, como o benzeno ou o n-hexano. Experimentos feitos com β-caroteno diluído em hexano nos permitiram medir ε = 117.900 L.mol-1.cm-1, que representa aproximadamente 18% abaixo dos valores reportados na literatura. Em uma segunda abordagem, os espectros de absorção foram usados para medir o coeficiente de absorção da OP, A = 0,028 cm-1 em 532 nm, o comprimento de onda de um laser usado como fonte de excitação no estudo das propriedades térmicas da OP usando a técnica de lente térmica. Neste sentido foi medido também o coeficiente térmico do índice de refração da OP, dn/dt = - 3,821 x 10 -4 °C -1. Estes resultados, associados ao modelo aberrante para estudos de espectroscopia de lente térmica, levaram à medição do coeficiente de difusão, D = 2,19 ± 0,11 x 10-4 cm2/s, e da condutividade térmica, k = 5,96 ± 0,08 W/m°C. Embora as medidas das propriedades térmicas da OP não sejam ainda conhecidas na literatura, observa-se que elas têm as mesmas ordens de grandeza daquelas já conhecidas para outros óleos vegetais que foram relatadas na literatura. / We used an experimental methodology to investigate optical and thermal properties of palm olein (PO), the liquid fraction of the palm oil (Elaies guineensis) obtained by natural fractionation with physical properties very different of the oil. In a first approach, we study both the absorption and emission spectra monitoring the modifications in the spectral curves caused by the increase of the concentration of β-carotene diluted into PO. This procedure allowed to find the molar absorption coefficient of the β-carotene (ε = 920,802 L.mol-1.cm-1). This value is very small compared with β-carotene diluted in pure solvent like benzene or n-hexane. Measurements of the absorption spectra of β-carotene in pure hexane allow us to measure ε = 117.900 L.mol-1.cm-1, only 18% below of that reported in the literature. In a second approach, the absorption spectra were used to measure the absorption coefficient of the PO, A = 0,028 cm-1 at 532 nm, the wavelength of a laser used as excitation source to investigate thermal properties of the PO by thermal lens spectroscopy. In this sense, was measured too the thermal coefficient of the refractive index of the PO, dn/dt = -3,821 x 10-4°C-1, using an Abbé’s refractometer coupled to a thermal bath with controlled temperature. These results associated with the aberrant model for thermal lens spectroscopy studies, allowed to measure the thermal diffusion coefficient, D = 2,19 ± 0,11 x 10-4 cm2/s, and the thermal conductivity, k = 5,96 ± 0,08 W/m°C, from the palm olein. Although the thermal properties measured for the PO not been knowledge in the literature yet, one observes that they has the same order of magnitude of the similar thermal properties measured in other vegetable oils reported in the literature.

Submitted by Cleide Dantas (cleidedantas@ufpa.br) on 2014-04-16T17:12:01Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23898 bytes, checksum: e363e809996cf46ada20da1accfcd9c7 (MD5) Dissertacao_DifracaoRaiosX.pdf: 17653305 bytes, checksum: 3f5fe28de070554e4533f86bc6178167 (MD5) / Approved for entry into archive by Ana Rosa Silva (arosa@ufpa.br) on 2014-06-14T12:56:59Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23898 bytes, checksum: e363e809996cf46ada20da1accfcd9c7 (MD5) Dissertacao_DifracaoRaiosX.pdf: 17653305 bytes, checksum: 3f5fe28de070554e4533f86bc6178167 (MD5) / Made available in DSpace on 2014-06-14T12:56:59Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23898 bytes, checksum: e363e809996cf46ada20da1accfcd9c7 (MD5) Dissertacao_DifracaoRaiosX.pdf: 17653305 bytes, checksum: 3f5fe28de070554e4533f86bc6178167 (MD5) Previous issue date: 2011 / O alumínio metálico é obtido a partir da bauxita, minério de grande importância industrial, composta por um ou mais tipos de hidróxidos de alumínio, acrescido de uma mistura de compostos contendo sílica, óxido de ferro, titânia e aluminossilicatos. Em virtude da variação na concentração relativa desses componentes, em amostras diferentes de bauxita, a determinação qualitativa e quantitativa da composição mineralógica desse minério, tem importância relevante no que se refere à sua aplicação tecnológica, já que esta está diretamente relacionada com o teor desses componentes. Neste trabalho, aplicou-se em oito amostras de bauxita extraídas de uma mina em Paragominas, o processo de refinamento de espectros de difração de raios X pelo método de Rietveld, onde foram identificadas e quantificadas as fases cristalinas: gibbsita, caulinita, goehtita, anatásio, quartzo e hematita. Realizados os refinamentos das amostras, constatou-se que todas apresentavam alto teor de Gibbsita e baixo teor de Goethita o que confere um excelente tipo de bauxita para ser utilizada em processo de extração de alumina. / The aluminum metal is obtained from bauxite ore, great industrial importance, consisting of one or more types of aluminum hydroxide plus a mixture of compounds containing silica, iron oxide, titania and aluminosilicates. Because of the variation in the relative concentration of these components in different samples of bauxite, the qualitative and quantitative mineralogy of the ore, has great importance with regard to its technological application, since this is directly related to the content of these components. This work was applied in eight samples of bauxite, extracted from a mine in Paragominas, the process of refining the spectra of X-ray diffraction using the Rietveld method, which were identified and quantified the crystalline phases: gibbsite, kaolinite, goehtita, anatase, quartz and hematite. Carried the refinements of the samples, we found that all had high levels of Gibbsite and Goethite low which gives an excellent type of bauxite to be used in extraction of alumina.

Submitted by Cleide Dantas (cleidedantas@ufpa.br) on 2014-04-16T15:47:22Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23898 bytes, checksum: e363e809996cf46ada20da1accfcd9c7 (MD5) Dissertacao_CrescimentoCaracterizacaoCristais.pdf: 1107511 bytes, checksum: 16039328573999ac9984efd6af2888d4 (MD5) / Approved for entry into archive by Albirene Aires (albireneufpa@gmail.com) on 2014-06-16T14:29:05Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23898 bytes, checksum: e363e809996cf46ada20da1accfcd9c7 (MD5) Dissertacao_CrescimentoCaracterizacaoCristais.pdf: 1107511 bytes, checksum: 16039328573999ac9984efd6af2888d4 (MD5) / Made available in DSpace on 2014-06-16T14:29:05Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23898 bytes, checksum: e363e809996cf46ada20da1accfcd9c7 (MD5) Dissertacao_CrescimentoCaracterizacaoCristais.pdf: 1107511 bytes, checksum: 16039328573999ac9984efd6af2888d4 (MD5) Previous issue date: 2011 / Neste trabalho, cristais de sulfato níquel dopados com íons de manganês (NSH: Mn) e cristais de sulfato níquel dopados com de íon de magnésio (NMgSH) foram crescidos e posteriormente caracterizados pelas técnicas de difração de raios X e de espectroscopia Raman. Os resultados obtidos mostraram que os cristais dopados possuem estrutura muito semelhante a do cristal de sulfato de níquel puro (NSH), com uma deformação anisotrópica nas dimensões da célula unitária em relação ao cristal puro. O objetivo do presente estudo foi crescer dois novos monocristais de boa qualidade óptica para serem usados como filtros ópticos de banda passante. Os cristais de sulfato de níquel hexa-hidratado (NHS) são conhecidos por possuírem espectros de transmissão óptica, que tem atraído muita atenção, pois apresentam duas regiões com alta eficiência de transmissão, aproximadamente 80%, sendo a primeira região entre 200 e 350 nm e a segunda entre 400 e 600 nm, e uma alta eficiência de absorção em outras regiões do espectro UV-VIS. Um espectro de transmissão de luz com estas características é semelhante a um filtro óptico. Analises Termogravimetric (TGA) foram realizadas para cristais puros e dopados. A temperatura de decomposição obtida para o NSH foi de 73 ° C, enquanto que os cristais de NSH:Mn e NMgSH apresentam valores de 82 ° C e 86 º C, respectivamente. Como pode ser facilmente percebido, a estabilidade térmica de cristais com o íons de Mn ou Mg em suas estruturas é significativamente maior. A banda de transmissão entre 200 e 350 nm no espectro óptico de NSH foi observada com redução significativa em sua largura nos espectros de transmissão dos cristais dopados restringindo assim a região do espectro conhecida como UVA. / In this work, manganese ions doped nickel sulphate crystals (NSH:Mn) and magnesium ion doped nickel sulphate crystals (NMgSH) were grown and later characterized by X-ray diffraction and Raman spectroscopy techniques. The results obtained showed that the doped crystals possess a structure very similar to that of the pure nickel sulphate crystal (NSH), with an anisotropic deformation in the unit cell dimensions compared to the pure crystal, undergoing expansion in unit. The aim of the present study was to grow two new single crystals of good optical quality to be used as optical bandpass filters. Nickel sulfate hexahydrate (NHS) crystals are known to possess an optical transmission spectrum which has attracted much attention because it presents two regions with high transmission efficiency of approximately 80%, the first region being between 200 and 350 nm and the second between 400 and 600 nm, and a high absorption efficiency in other regions of the UV-VIS spectrum. A light transmission spectrum with these characteristics is similar to an optical filter. Termogravimetric (TGA) analyses were carried out for pure and doped crystals. The obtained decomposition temperature of NSH was found to be 73 °C while that NSH: Mn and NMgSH crystals present values of 82 ° C and 86 C respectively. As can be easily perceived, the thermal stability of crystals with Mn or Mg ions in their structures is significantly higher. The transmission band between 200 and 350 nm in the optical spectrum of NSH was found to be narrower in the transmission spectrum of the doped crystal thus restricting the region of the spectrum known as UVA.

Submitted by Cleide Dantas (cleidedantas@ufpa.br) on 2014-04-25T15:47:50Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23898 bytes, checksum: e363e809996cf46ada20da1accfcd9c7 (MD5) Dissertacao_PropriedadesMagneticasNanoestruturas.pdf: 20228142 bytes, checksum: 9976e2317ce08c4aebbd71bd44297386 (MD5) / Approved for entry into archive by Ana Rosa Silva (arosa@ufpa.br) on 2014-06-17T12:29:49Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23898 bytes, checksum: e363e809996cf46ada20da1accfcd9c7 (MD5) Dissertacao_PropriedadesMagneticasNanoestruturas.pdf: 20228142 bytes, checksum: 9976e2317ce08c4aebbd71bd44297386 (MD5) / Made available in DSpace on 2014-06-17T12:29:49Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23898 bytes, checksum: e363e809996cf46ada20da1accfcd9c7 (MD5) Dissertacao_PropriedadesMagneticasNanoestruturas.pdf: 20228142 bytes, checksum: 9976e2317ce08c4aebbd71bd44297386 (MD5) Previous issue date: 2012 / CNPq - Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Motivados por estudos experimentais acerca de monocamadas de metais de transição 3d sobre superfícies de Pd, nesta dissertação investigamos o complexo magnetismo de nanoestruturas, embebidas ou adsorvidas, em superfícies metálicas através de cálculos de primeiros princípios. Utilizamos o método RS-LMTO-ASA (Real Space - Linear MuffinTin Orbital - Atomic Sphere Approximation), o qual é baseado na teoria do funcional da densidade (DFT - Density Functional Theory) e implementado para o cálculo de estruturas magnéticas não colineares. Com este propósito, investigamos nanoestruturas embebidas e ligas (2 x 2) de metais 3d (Cr, Mn, Fe, Co e Ni) na superfície Pd (110), além de nanoestruturas de Cr adsorvidas sobre a superfície de Pd (111). Primeiro, para as nanoestruturas embebidas na superfície Pd (110), analisamos a variação do momento magnético de spin orbital com relação ao número de vizinhos e de valência dos metais 3d. Também mostramos que estas estruturas têm ordenamento magnético colinear, exceto as de Cr e Mn, que apresentam magnetismo não colinear associado à frustração geométrica. Para o caso de nanofios de Cr adsorvidos sobre a superfície de Pd (111), verificamos uma configuração colinear antiferromagnética para cadeias com até 9 átomos. Para o nanofio com 10 átomos obtivemos uma configuração tipo antiferromagnética inclinada (canted). No caso de nanoestruturas de Cr bidimensionais, verificamos complexas configurações magnéticas não colineares com diferentes quiralidades. / Motivated by experimental studies of 3d transitional metal monolayers on Pd surfaces, we studied the complex magnetism of nanostructures, intermixed or adsorbed, on metallic surfaces, via ab initio calculations. We used the RS-LMTO-ASA method (Real Space - Linear Muffin-Tin Orbitals - Atomic Sphere Approximation), which is based on the Density Functional Theory and has been implemented to calculate non-collinear magnetic structures. With this purpose, we investigated intermixed metallic (Cr, Mn, Fe, Co and Ni) nanostructures and alloys (2 x 2) in Pd (110) surface and also adsorbed nanostructures on Pd (111). For intermixed nanostructures in Pd (110), we analyzed the behavior of the spin and orbital magnetic moments as function of the number of first neighbors and the valence number of the 3d metals. We verified a collinear magnetism for most of the cases, except for the Cr and Mn geometrically frustrated structures, which present noncollinear magnetic configurations. For Cr nanowires adsorbed on Pd (111), we obtained a collinear antiferromagnetic configuration for chains with up to 9 atoms. For the nanowire with 10 atoms of Cr, the magnetic ordering is antiferromagnetic canted. For two dimensional Cr nanostructures adsorbed on Pd (111), we obtained complex noncollinear magnetic structures, with different chiralities.

Submitted by Cleide Dantas (cleidedantas@ufpa.br) on 2014-04-25T16:15:25Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23898 bytes, checksum: e363e809996cf46ada20da1accfcd9c7 (MD5) Dissertacao_PropriedadesMagneticasNonoestruturas.pdf: 13267320 bytes, checksum: 0ed51d1beb416550b4aae1cebc2b4338 (MD5) / Approved for entry into archive by Ana Rosa Silva (arosa@ufpa.br) on 2014-06-17T12:38:27Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23898 bytes, checksum: e363e809996cf46ada20da1accfcd9c7 (MD5) Dissertacao_PropriedadesMagneticasNonoestruturas.pdf: 13267320 bytes, checksum: 0ed51d1beb416550b4aae1cebc2b4338 (MD5) / Made available in DSpace on 2014-06-17T12:38:27Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23898 bytes, checksum: e363e809996cf46ada20da1accfcd9c7 (MD5) Dissertacao_PropriedadesMagneticasNonoestruturas.pdf: 13267320 bytes, checksum: 0ed51d1beb416550b4aae1cebc2b4338 (MD5) Previous issue date: 2008 / CNPq - Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / Neste trabalho, utilizamos o método de primeiros princípios, RS-LMTO-ASA (“Real Space - Linear Muffin-Tin Orbital - Atomic Sphere Approximation”), baseado na Teoria do Funcional da Densidade (DFT) e implementado para o cálculo de estruturas magnéticas não-colineares, para investigar as propriedades magnéticas de nanoestruturas de metais de transição 3d (Cr, Mn, Fe, Co e Ni) adsorvidas na superfície de Pt(111). Diferentes geometrias como adátomos, dímeros, trímeros, fios lineares e zig-zag foram consideradas e, o tamanho dos aglomerados foi variado de 2 a 7 átomos. Mostramos que os aglomerados de Fe, Co e Ni sobre a superfície de Pt(111), para todas as geometrias simuladas, apresentam um ordenamento ferromagnético. Devido à redução do número de coordenação presente na superfície, os momentos de spin e orbital nos sítios de Fe, Co e Ni, para as diferentes geometrias, mostram-se elevados comparados com os respectivos valores dos momentos destes metais como bulk. Para os glomerados de Cr e Mn mostramos que a interação de troca antiferromagnética entre primeiros vizinhos leva a um ordenamento antiferromagnético colinear no caso de geometrias lineares. No entanto, se o antiferromagnetismo é frustrado por restrição geométrica imposta aos aglomerados pela superfície triangular do substrato, obtém-se um comportamento magnético não-colinear para aglomerados de Cr e Mn sobre a Pt(111). Nossos resultados estão em boa concordância com os resultados experimentais da literatura e com os resultados teóricos obtidos por outros métodos, quando existentes. / In this work we use the first principles RS-LMTO-ASA (“Linear Muffin-Tin Orbital - Atomic Sphere Approximation”) method, based on the Density Functional Theory and implemented to calculate non-collinear magnetic structures, to investigate the magnetic properties of 3d (Cr, Mn, Fe, Co and Ni) nanostructures adsorbed on Pt(111). Different geometries such as adatoms, dimmers, trimmers, linear and zig-zag wires have been considered, with cluster sizes varying between 2 and 7 atoms. The Fe, Co and Ni clusters are found to order ferromagnetically regardless of the cluster geometry. We find enhanced spin and orbital moments at Fe, Co and Ni sites compared to what is found in bulk, which is attributed to the reduced coordination number present at the surface. For Mn and Cr clusters on Pt(111), antiferromagnetic exchange interactions between nearest neighbors are found to cause collinear antiferromagnetic ordering when the geometry allows it. If the antiferromagnetism is frustrated by the cluster geometry, noncollinear ordering is found. The values are in general in good agreement with experiment and other calculations, when available in the literature.

Submitted by Cleide Dantas (cleidedantas@ufpa.br) on 2014-04-30T14:43:02Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23898 bytes, checksum: e363e809996cf46ada20da1accfcd9c7 (MD5) Dissertacao_TransporteEletronicoQuiralidade.pdf: 2756098 bytes, checksum: 1257693f0274cce3d90d4dc17b3664e4 (MD5) / Approved for entry into archive by Ana Rosa Silva (arosa@ufpa.br) on 2014-06-15T23:16:06Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23898 bytes, checksum: e363e809996cf46ada20da1accfcd9c7 (MD5) Dissertacao_TransporteEletronicoQuiralidade.pdf: 2756098 bytes, checksum: 1257693f0274cce3d90d4dc17b3664e4 (MD5) / Made available in DSpace on 2014-06-15T23:16:06Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23898 bytes, checksum: e363e809996cf46ada20da1accfcd9c7 (MD5) Dissertacao_TransporteEletronicoQuiralidade.pdf: 2756098 bytes, checksum: 1257693f0274cce3d90d4dc17b3664e4 (MD5) Previous issue date: 2010 / CNPq - Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / No presente trabalho, investigamos o transporte eletrônico molecular em dois compostos orgânicos, o Ponceau SS (PSS) e o Oligo-(para)fenileno-vinileno (PPV) através de cálculos ab initio e função de Green de não equilíbrio (FGNE). Estes métodos demonstraram equivalência para a descrição destes dispositivos moleculares. Fizemos cálculos quânticos para o Hamiltoniano derivado de Hartree-Fock (HF) e obtivemos as propriedades de corrente-voltagem (I-V) para as duas estruturas moleculares. Com o método FGNE conseguimos modelar o transporte através de um sistema de multiníveis eletrônicos obtendo a corrente descrevendo as regiões de ressonância e a assimetria do sistema. Como resposta o PSS demonstrou assimetria para polarizações direta e reversa e a ressonância é alcançada mostrando que o dispositivo opere como um transistor molecular bi-direcional. Para o PPV investigamos também as propriedades geométricas através da conexão entre transporte eletrônico e o grau de quiralidade molecular que foi calculado usando o índice quiral que depende apenas das posições atômicas. Obtivemos que moléculas quirais e propriedades estruturais podem induzir uma assimetria no transporte eletrônico, resultando num processo de retificação. Também obtivemos que a resposta elétrica (I-V) e momento de dipolo elétrico são proporcionais ao grau de quiralidade molecular. Estes resultados sugerem que o transporte eletrônico neste sistema pode ser explorado na avaliação do seu grau de quiralidade. / In this work, we simulate the electronic distribution properties as charge in two molecular organic compounds, the Ponceau SS (PSS) and Oligo-(para)phenylene-vinylene (PPV), by means of ab initio calculations and the Nonequilibrium Green function (NEGF) method. These methods demonstrate equivalence to the description of molecular device. We make quantum calculations for the Hamiltonian derivative Hartree-Fock (HF) and obtained the current-voltage characteristics (I-V) for the two molecular structures. With the method NEFG, we model the transport through of electronics multilevel system obtaining the current by parameters that describe the resonances and the asymmetry of the system. In response the PSS demonstrated an asymmetric characteristic for direct and reverse polarization, the resonance is reached and confirm the device as a bi-directional molecular transistor. For the PPV also investigate the geometric properties through the connection between electronic transport and the degree of chirality calculated means chiral index that only depends on the atomic positions. Since, the structural properties of chiral molecules can induce an asymmetry in the electron transport, resulting in the grinding process. We demonstrated that corrent-voltage and dipole moment are proportional to the degree of molecular chirality. This result suggests that the electronic transport in this system can be exploited in assessing the degree of chirality.

Nesta tese discutimos sistematicamente os efeitos magnetocalórico e barocalórico em sistemas físicos com transição de fase magnética de primeira e de segunda ordem em sistemas físicos cujo magnetismo tem carater local. Para essa finalidade, utilizamos um modelo de momentos magnéticos locais interagentes, incluindo um termo de acoplamento magnetoelástico. Nossos cálculos mostram que a relação entre a interação de troca e o acoplamento magnetoelástico é responsável pela ordem da transição de fase e pelo aparecimento da histerese térmica e magnética. Os resultados mostram que as grandezas magnetocalóricas exibem grandes valores quando o sistema sofre uma transição de fase de primeira ordem. Além disso, quando existe uma histerese visível as grandezas magnetocalóricas dependem do processo de aquecimento e resfriamento do sistema. Ainda de acordo com nossos resultados, existe um efeito barocalórico normal (sistema aquece sob aumento de pressão) quando a pressão aplicada aumenta a temperatura de ordenamento magnético sem alterar a ordem da transição de fase magnética. O efeito barocalórico inverso (sistema resfria sob aumento de pressão) ocorre quando a pressão aplicada diminui a temperatura crítica sem mudar a ordem da transição de fase. Nossos cálculos mostram, ainda, que um efeito barocalórico anômalo (mudança de sinal nas grandezas barocalóricas) ocorre em casos especiais onde a pressão aplicada muda a natureza da transição de fase magnética do primeira para segunda ordem e vice-versa. / In this thesis we systematically discuss the magnetocaloric and barocaloric effects in physical systems, whose magnetism has a localized character and undergo both second and first order phase transitions. For this purpose, we use a model of interacting localized magnetic moments, including the magnetoelastic coupling. Our calculations show that the ratio between the exchange and magnetoelastic parameters is responsible for the appearance of the first order transition and consequently the thermal and magnetic hysteresis. Our calculations also show that the magnetocaloric quantities exhibit large values when the system undergoes a first order transition. Furthermore, when the hysteresis is not negligible, the magnetocaloric quantities depend on the heating and cooling processes. As far as the barocaloric effect is concerned, our calculations show that the normal barocaloric effect occurs (the system heat up with increasing applied pressure) when the applied pressure increases the magnetic ordering temperature without changing the order of the magnetic phase transition. On the other hand, the inverse barocaloric effect (the system cools down with increasing applied pressure) occurs when the applied pressure reduces the magnetic ordering temperature without changing the order of the magnetic phase transition. Finally, our calculations show that an anomalous barocaloric effect (i.e., change of sign in the barocaloric quantities) occurs in special cases when the applied pressure change the nature of the magnetic phase transition from first to second order and vice-versa.

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado do Rio de Janeiro / A Física das Radiações é um ramo da Física que está presente em diversas áreas de estudo e se relaciona ao conceito de espectrometria. Dentre as inúmeras técnicas espectrométricas existentes, destaca-se a espectrometria por fluorescência de raios X. Esta também possui uma gama de variações da qual pode-se dar ênfase a um determinado subconjunto de técnicas. A produção de fluorescência de raios X permite (em certos casos) a análise das propriedades físico-químicas de uma amostra específica, possibilitando a determinação de sua constituiçõa química e abrindo um leque de aplicações. Porém, o estudo experimental pode exigir uma grande carga de trabalho, tanto em termos do aparato físico quanto em relação conhecimento técnico. Assim, a técnica de simulação entra em cena como um caminho viável, entre a teoria e a experimentação. Através do método de Monte Carlo, que se utiliza da manipulação de números aleatórios, a simulação se mostra como uma espécie de alternativa ao trabalho experimental.Ela desenvolve este papel por meio de um processo de modelagem, dentro de um ambiente seguro e livre de riscos. E ainda pode contar com a computação de alto desempenho, de forma a otimizar todo o trabalho por meio da arquitetura distribuída. O objetivo central deste trabalho é a elaboração de um simulador computacional para análise e estudo de sistemas de fluorescência de raios X desenvolvido numa plataforma de computação distribuída de forma nativa com o intuito de gerar dados otimizados. Como resultados deste trabalho, mostra-se a viabilidade da construção do simulador através da linguagem CHARM++, uma linguagem baseada em C++ que incorpora rotinas para processamento distribuído, o valor da metodologia para a modelagem de sistemas e a aplicação desta na construção de um simulador para espectrometria por fluorescência de raios X. O simulador foi construído com a capacidade de reproduzir uma fonte de radiação eletromagnética, amostras complexas e um conjunto de detectores. A modelagem dos detectores incorpora a capacidade de geração de imagens baseadas nas contagens registradas. Para validação do simulador, comparou-se os resultados espectrométricos com os resultados gerados por outro simulador já validado: o MCNP. / Radiation Physics is a branch of Physics that is present in various studying areas and relates to the concept of spectrometry. Among the numerous existing spectrometry techniques, there is the X-ray fluorescence spectrometry. It also has a range of variations which can emphasize a particular subset of techniques. The production of X-ray fluorescence enables (in some cases) the analysis of physical and chemical properties of a given sample, allowing the determination of its chemical constitution and also a range of applications. However, the experimental analysis may require a large workload, both in terms of physical apparatus and in relation to technical knowledge. Thus, the simulation comes into play as a viable path between theory and experiment. Through the Monte Carlo method, which uses the manipulation of random numbers, the simulation is a kind of alternative to the experimental analysis. It develops this role by a modeling process, within a secure environment and risk free. And it can count on high performance computing in order to optimize all the work through the distributed architecture. The aim of this paper is the development of a computational simulator for analysis and studying of X-ray fluorescence systems developed on a communication platform distributed natively, in order to generate optimal data. As results, has been proved the viability of the simulator implementation through the CHARM++ language, a language based on C++ which incorporate procedures to distributed processing, the value of the methodology to system modelling e its application to build a simulator for X-ray fluorescence spectrometry. The simulator was built with the ability to reproduce a eletromagnetic radiation source, complex samples and a set of detectors. The modelling of the detectors embody the ability to yield images based on recorded counts. To validate the simulator, the results were compared with the results provided by other known simulator: MCNP.

In this work, we investigated the nonlinear optical properties of five types of Ionic Liquids (ILs): BMI.NTf−2, HMI.NTf−2, OMI.NTf−2, DMI.NTf−2 and dodMI.NTf−2 . Using the technique of Z-scan was unable to determine the values of the thermal contributions n2 the refractive index of nonlinear ionic liquids. The experiment used a laser to the Titanium Sapphire operating in modelocked regiment, tuned to 820 nm, emitting pulses of 200 fs duration, with a repetition rate of 76 MHz and tune to 410 nm was used a crystal BBO for the second harmonic generation. All ILs had not self-desfocalizadora linearity. We observed that with the change of anion BF−4 and PF−6 by anion NTf−2 was a decrease in the amount of n2 to heat the home at a wavelength of 820 nm. The increase in chains of carbons with the anion NTf−2 in order to observe an increase in the contribution of n2 heat was not as significant for wave-length at 820 nm. For the wavelength at 410 nm we can observe an increase in the amount of n2. / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Nesta dissertação, investigamos as propriedades ópticas não-lineares de cinco tipos de líquidos Iônicos (LIs): BMI.NTf−2 , HMI.NTf−2 , OMI.NTf−2 , DMI.NTf−2 e dodMI.NTf−2 , utilizando a técnica de varredura Z (Z-scan). Estes materiais são sais orgânicos, apresentam uma baixa temperatura de fusão e pressão de vapor desprezível. Nós utilizamos para o experimento de varredura Z um laser de Titânio de Safira operando no regime modelocked, sintonizado em 820 nm, emitindo pulsos de 200 fs de duração, com taxa de repetição de 76 MHz. Também utilizamos o segundo harmônico produzido através de um cristal de BBO, para gerar comprimento de onda sintonizado em 410 nm. Todos os LIs apresentaram não linearidade auto-desfocalizadora. Observamos que com a mudança do ânion BF−4 e PF−6 pelo ânion NTf−2 houve uma diminuição no valor de n2 de origem térmica para comprimento de onda em 820 nm. O aumento das cadeias de carbonos com o ânion NTf−2 com objetivo de observar um aumento na contribuição térmica de n2 não foi tão expressiva para comprimento de onda em 820 nm. Para o comprimento de onda em 410 nm podemos observar um aumento no valor de n2 de origem térmica.

Nowadays there has been a growing interest in anomalous diffusion: the super difusive and sub-difusive processes. The problem about normal diffusion already well established whereas many problems still exist in anomalous diffusion. Several mathematical models and computational techniques have been developed to model such processes. In this work we studied a non-Markovian Random Walk (RW), in one dimension in which the development of the process is governed by decisions taken in the distant past. We used as tool of analysis, analytical and numerical procedures (Monte Carlo method). In this problem, the walker takes its decisions (go right or left) at a given time t, based on the decisions taken in the past, namely in a fraction f of the total time. As far as the decision making process is considered only the distant past is taken into account. This loss of recent memory leads the probability density function of the position to change from Gaussian to non-Gaussian and leads to the emergence of log-periodic oscillations in position, besides producing a change in the behavior of non-persistent to persistent, causing anomalous diffusion. This change is characterized by the Hurst exponent, and is found, surprisingly, in a region where there is negative feedback. The diagram of phases depending on the parameters f and p (fraction of old memory and feedback), shows the following phases: classical non persistence, classical persistence, log-periodic non persistence, log-periodic persistence, Gaussian and non Gaussian with respect to the position of the walker. / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Atualmente tem crescido o interesse por processos de difusão anômala, i.e., os super difusivos e sub-difusivos. O problema voltado para difusão normal já é bem conhecido, enquanto para difusões anômalas ainda existem vários problemas em abertos. Várias técnicas computacionais e modelos matemáticos têm sido desenvolvidos para modelar tais processos. Estudamos neste trabalho uma caminhada aleatória, não Markoviana em uma dimensão, em que o desenvolvimento do processo é regido por decisões tomadas em relação ao passado distante. Utilizamos como ferramenta de análise uma abordagem analítica e numérica (via método de Monte Carlo). Nesse problema, o caminhante toma suas decisões (entre ir para a direita ou para a esquerda), num determinado tempo t, com base nas decisões tomadas no passado, numa fração f do tempo transcorrido. Quando f<1 o passado recente é esquecido e apenas o passado distante é considerado. Essa perda de memória recente induz a função densidade de probabilidade da posição a passar de um regime Gaussiano para não Gaussiano e leva ao surgimento de oscilações log-periódicas na posição, além de produzir uma mudança no comportamento, de não persistente para persistente, ocasionando difusão anômala. Essa mudança é caracterizada pelo expoente de Hurst e ocorre também, surpreendentemente, numa região de feedback negativo. O diagrama de fases em função dos parâmetros f e p (fração de memória antiga e feedback), mostra as seguintes regiões: não persistência clássica; persistência clássica; não persistência log-periódica e persistência log-periódica; região Gaussiana e não Gaussiana da posição.