Conselho Nacional de Desenvolvimento CientÃfico e TecnolÃgico / FundaÃÃo Cearense de Apoio ao Desenvolvimento Cientifico e TecnolÃgico / FundaÃÃo de Amparo à Pesquisa e ao Desenvolvimento CientÃfico e TecnolÃgico do MaranhÃo / CoordenaÃÃo de AperfeÃoamento de Pessoal de NÃvel Superior / Perovskitas duplas com fÃrmula na forma A2BBâO6 (A = La, Sr, Ca, B/Bâ = Co/Mn ou Fe/Mo) sÃo materiais multiferrÃicos de grande interesse na ciÃncia devido Ãs notÃveis propriedades, que permitem aplicaÃÃes em capacitores e em memÃrias, por exemplo. AlÃm disso, mudanÃas estruturais sÃo observadas entre a forma policristalina e o filme fino. Essas propriedades podem mudar de acordo com a rota utilizada para sintetizaÃÃo do material. No nosso trabalho estudamos filmes de La2CoMnO6 sintetizados pelo mÃtodo de Pechini Modificado (MPM), com trÃs deposiÃÃes e tratados em diferentes temperaturas: 700, 800 e 900 ÂC. Os filmes foram caracterizados por difraÃÃo de raios X, Microscopia EletrÃnica de Varredura (MEV), Microscopia de ForÃa AtÃmica e espectroscopia Raman à temperatura ambiente e tambÃm variando a temperatura. As tÃcnicas de MEV e AFM foram bastante eficientes na determinaÃÃo do diÃmetro mÃdio dos filmes, fornecendo resultados correspondentes. A tÃcnica de EDS trouxe dados qualitativos da composiÃÃo do material. A difraÃÃo de Raios X confirmou a fase do filme, alÃm de ter identificado a composiÃÃo do substrato: silÃcio e platina. A espectroscopia Raman em diversos pontos possibilitou identificar a regiÃo de melhor formaÃÃo do LCMO. O estudo da mudanÃa do fÃnon mais intenso com a temperatura mostrou diferentes temperaturas para a transiÃÃo de fase paramagnÃtica-ferromagnÃtica, possibilitando confirmar que a temperatura de calcinaÃÃo dos filmes determinou elevada desordem estrutural para os filmes de LCMO tratados a 700 e 900 ÂC. Discutimos nossos resultados com outros estudos na literatura, que mostram as medidas magnÃticas como um fator determinante para comprovar a temperatura do acoplamento spin-fÃnon.

CoordenaÃÃo de AperfeÃoamento de Pessoal de NÃvel Superior / In this work is analysed how is the behavior of the complex scalar field in the Randall- Sundrum RS scenery. The RS model is a model of extra dimension, that solves satisfactorily the problem of the Higgs hierarchy. The problem is related to the big discrepancy between the gravitational and eletroweak scales of mass. The obtained results are based in a not factorable geometry of the Anti-de-Sitter type. We will do a review about general relativity and spacetime anti-de-sitter. We will see the construction of the models RS-I and RS-II, as well how the calculus of conections, through the Christoffel symbol, Ricci tensor, Ricci scalar and Einsteins tensor. Finally, we study the localization of the charge and current of the complex field in a brane. / Nesse trabalho à analisado como se comporta o campo escalar complexo em um cenÃrio de Randall-Sundrum (RS). O modelo RS à um modelo de dimensÃes extras, que resolve de maneira satisfatÃria o problema da hierarquia de Higgs. Esse problema diz respeito à grande discrepÃncia entre Ãs escalas de massa gravitacional e eletrofraca. Os resultados obtidos sÃo fundamentados em uma geometria nÃo-fatorizÃvel do tipo Anti-de-Sitter. Serà feita uma revisÃo sobre Relatividade Geral e EspaÃo-tempo Anti-de-Sitter. Serà visto a construÃÃo dos Modelos de RS-I e RS-II, bem como o cÃlculo das conexÃes, atravÃs do sÃmbolo de Christoffel, tensor de Ricci, escalar de Ricci e tensor de Einstein. Por fim, estudamos a localizaÃÃo da carga e da corrente do campo complexo na brana.

Conselho Nacional de Desenvolvimento CientÃfico e TecnolÃgico / Neste trabalho estabeleceremos as definiÃÃes das funÃÃes de Green em mecÃnica estatÃstica e suas propriedades bÃsicas. Estas funÃÃes dependem duplamente do tempo e da temperatura. Isto pode ser observado por meio de suas definiÃÃes, onde aparecem os valores mÃdios dos produtos de operadores. Neste caso a mÃdia à feita sobre o ensemble grÃo-canÃnico. Os operadores envolvidos nestas funÃÃes satisfazem a equaÃÃo de movimento de Heisenberg, o que nos permite descrever as equaÃÃes de evoluÃÃo para as funÃÃes de Green. Por meio da representaÃÃo espectral das funÃÃes de correlaÃÃo temporal, que à feita atravÃs da introduÃÃo de uma transformada de Fourier para mudar o sistema do espaÃo dos tempos para o espaÃo das frequÃncias, podemos obter as representaÃÃes espectrais para as funÃÃes de Green retardada, avanÃada e causal. Por Ãltimo, faremos o uso da funÃÃo de Green retardada para descrever a condutividade elÃtrica de um sistema de elÃtrons submetido a um campo elÃtrico externo dependente de tempo, em outras palavras, descreveremos o tensor de condutividade elÃtrica em termos da funÃÃo de Green retardada e, por Ãltimo, calcularemos a condutividade elÃtrica de um sistema de elÃtrons e fÃnons.

CoordenaÃÃo de AperfeiÃoamento de Pessoal de NÃvel Superior / Neste trabalho cristais de L-histidinato de nÃquel (II) monohidratado (Ni(C6H8N3O2)2.H2O) foram obtidos por meio da evaporaÃÃo lenta do solvente de uma soluÃÃo saturada de 1 mol de NiCl2.6H2O, 2 mols de L-histidina mais NaOH. ApÃs a obtenÃÃo da amostra a confirmaÃÃo da estrutura deu-se por refinamento do Reitveld. A classificaÃÃo dos modos vibracionais à temperatura e pressÃo ambiente foi realizada por comparaÃÃo com outros materiais e atravÃs de cÃlculos de teoria da densidade do funcional DFT. A distribuiÃÃo da energia potencial (PED) tambÃm foi calculada. Experimentos de espectroscopia Raman variando a temperatura desde a temperatura ambiente atà 150 0C, foram realizadas no cristal de L-histidinato de nÃquel (II) monohidratado no intervalo espectral entre 50 e 3500 cm-1. Para temperaturas superiores a 125 0C o desaparecimento e surgimento de modos na regiÃo dos modos da rede bem como na regiÃo dos modos internos indicam uma transiÃÃo de fase estrutural no L-histidinato de nÃquel (II) monohidratado devido à saÃda de Ãgua. A transiÃÃo à irreversÃvel pois o espectro obtido apÃs a amostra retornar a temperatura ambiente à bem diferente daquele obtido no inÃcio do experimento. Experimentos de DSC corroboram com o experimento de espectroscopia Raman pois indicam a saÃda da molÃcula de Ãgua do cristal de L-histidinato de nÃquel (II) monohidratado no valor de temperatura de 140 0C, e ainda perda de massa de Ãgua na mesma temperatura (140 0C), relatada pela curva de TG. Nos experimentos de espectroscopia Raman a baixas temperaturas a amostra de L-histidinato de nÃquel (II) monohidratado foi resfriada desde a temperatura ambiente atà 18 K no intervalo espectral de 40 a 3500 cm-1. Observou-se o surgimento de alguns modos internos, porÃm, como nÃo evidenciou-se mudanÃas nos modos externos supomos que o material deva sofrer apenas uma mudanÃa conformacional. Os experimentos de espectroscopia Raman a altas pressÃes foram realizados no intervalo de pressÃo entre 0,1 e 9,5 GPa, em um intervalo espectral de 50 a 3500 cm-1. Com o aumento da pressÃo percebe-se o desaparecimento de modos indicando uma transiÃÃo de fase estrutural entre 0,4 e 0,8 GPa. Aumentando-se ainda mais a pressÃo observa-se o surgimento de trÃs modos em torno da frequÃncia de 50 cm-1 no intervalo de pressÃo entre 2,6 e 3,2 GPa. Estas mudanÃas indicam uma segunda transiÃÃo de fase estrutural da amostra de L-histidinato de nÃquel (II) monohidratado. O espectro obtido apÃs a descompressÃo à idÃntico aquele do inÃcio do experimento indicando reversibilidade da transiÃÃo. / In this work bis(L-histidinato)nikel(II) Monohydrate crystals were obtained by slow evaporation method using 1 mol of NiCl2.6H2O, 2 mols of L-histidine and NaOH. Reitveld refinement of X-ray data confirmed the structure. Raman modes obtained at ambient conditions of pressure and temperature were assigned by comparison with results on similar materials and by density functional theory DFT calculations. PED (potential energy distribution) is also present. Raman spectroscopy measurements were performed from room temperature up to 150 oC in the 50- 3500 cm-1 spectral range. For temperatures higher than 125 oC the modes related with the water stretching disappeared as well as the lattice modes disappeared indicating a phase transition undergone by the crystal. DSC experiments support this assumption. By decreasing temperature up to 18 K in the 40-3500 cm-1 spectral range it was observed modifications only in internal modes, so we believe that some conformational change has been occurred in the molecules of bis(L-histidinate)nikel(II) Monohydrate. High pressure experiments were performed from ambient pressure up to 9,5 GPa in the 50-3500 cm-1 spectral range. Disappearance of modes between 0,4 and 0,8 GPa was interpreted as evidences of a structural phase transition undergone by the crystal. A second set of modifications in the spectra indicates other phase transition experienced by the crystal between 2,6 and 3,2 GPa. The spectrum obtained the realizing pressure points out to the irreverbility of the phase transitions.

Conselho Nacional de Desenvolvimento CientÃfico e TecnolÃgico / Neste trabalho analisamos as soluÃÃes para a equaÃÃo de movimento para os osciladores de Lane-Emden, onde a massa à dada por m(t)=t^α, onde α>0. Os osciladores de Lane-Emden sÃo osciladores harmÃnicos amortecidos, onde o fator de amortecimento depende do tempo, γ(t)=α/t. Obtivemos as expressÃes analÃticas de q(t), dq(t)/dt, and p(t)=m(t)(dq(t)/dt) para α=2 e α=4. Discutimos as diferenÃas entre as expressÃes da hamiltoniana e da energia para sistemas dependentes do tempo. TambÃm, comparamos nossos resultados com aqueles do oscilador de Caldirola-Kanai. Usamos o mÃtodo dos invariantes quÃnticos e uma transformaÃÃo unitÃria para obter a funÃÃo de onda exata de SchrÃdinger, ψn (q,t), e calcular para n=0 a entropia conjunta (entropia de Leipnik) dependente do tempo e as informaÃÃes Fisher para posiÃÃo (Fq) e para o momento (Fp) para duas classes de osciladores harmÃnicos quÃnticos amortecidos. Observamos que a entropia de Leipnik nÃo varia no tempo para o oscilador Caldirola-Kanai, enquanto diminui e tende a um valor constante (ln(e/2)) para tempos assintÃticos para o oscilador de Lane-Emden. Isto à devido ao fato de que, para este Ãltimo, o fator de amortecimento diminui à medida que o tempo aumenta. Os resultados mostram que a dependÃncia do tempo da entropia de Leipnik à bastante complexa e nÃo obedece a uma tendÃncia geral de aumento monotonicamente com o tempo e que Fq aumenta enquanto Fp diminui com o aumento do tempo. AlÃm disso, FqFp aumenta e tende a um valor constante (4/ℏ^2 ) no limite em que t->∞. NÃs comparamos os resultados com os do bem conhecido oscilador de Caldirola-Kanai. / In this work we analyze the solutions of the equations of motions for two Lane-Emden-type Caldirola-Kanai oscillators. For these oscillators the mass varies as m(t)=t^α, where α>0.We obtain the analytical expression of q(t), dq(t)/dt, and p(t)=m(t)(dq(t)/dt) for α=2 and α=4. These are damped-like harmonic oscillators with a time-dependent damping factor given by γ(t)=α/t. We discuss the differences between the expressions for the hamiltonian and the mechanical energy for time-dependent systems. We also compared our results to those of the well-known Caldirola-Kanai oscillators. We use the quantum invariant method and a unitary transformation to obtain the exact SchrÃdinger wave function, ψn (q,t), and calculate for n=0 the time-dependent joint entropy (LeipnikÂs entropy) and the position (Fq) and momentum (Fp) Fisher information for two classes of quantum damped harmonic oscillators. We observe that the joint entropy does not vary in time for the Caldirola-Kanai oscillator, while it decreases and tends to a constant value (ln(e/2)) for asymptotic times for the Lane-Emden ones. This is due to the fact that for the latter, the damping factor decreases as time increases. The results show that the time dependence of the joint entropy is quite complex and does not obey a general trend of monotonously increase with time and that F_q increases while F_p decreases with increasing time. Also, FqFp increases and tends to a constant value (4/ℏ^2 ) in the limit t->∞.We compare the results with those of the well-known Caldirola-Kanai oscillator.

Conselho Nacional de Desenvolvimento CientÃfico e TecnolÃgico / O principal objetivo deste trabalho à resolver numericamente problemas fÃsicos associados com os fenÃmenos de transporte, que sÃo descritos por equaÃÃes diferenciais parciais, cujas soluÃÃes numÃricas exigem o uso de cÃdigos de computadores. Optamos por usar plataformas de software livre, especificamente o cÃdigo R e o OpenFOAM, escrevendo nossas prÃprios rotinas. O intuito à avaliar a aplicaÃÃo em fÃsica computacional de um novo paradigma, formado pela combinaÃÃo de software livre e computaÃÃo em nuvem. A tarefa de resolver numericamente uma equaÃÃo diferencial parcial passa pelo processo de sua discretizaÃÃo. Estudamos, numa etapa preliminar, os esquemas numÃricos frequentemente utilizados para discretizar EDP, encontrados na literatura: MÃtodo de DiferenÃas Finitas (MDF), MÃtodo de Volumes Finitos (MVF), MÃtodo de Elementos Finitos (MEF) em suas variantes (Galerkin contÃnuo e descontÃnuo). Numa etapa posterior, fazemos a implementaÃÃo computacional do mÃtodo dos volumes finitos (MVF) em R para difusÃo de calor em uma e duas dimensÃes, e para o escoamento bifÃsico em meios porosos em OpenFoam. A escolha do (MVF) foi motivada pela sua relativa simplicidade de implementaÃÃo e por apresentar propriedades conservativas baseadas em identidades de cÃlculo vetorial. Por Ãltimo foram escolhidos alguns casos de estudo e nestes foram realizadas as tarefas de discretizaÃÃo, implementaÃÃo computacional e simulaÃÃo. Durante todo o processo foram levados em conta os seguintes parÃmetros: portabilidade do cÃdigo, reuso do cÃdigo, estratÃgias para modificaÃÃo do domÃnio. Nossas principais contribuiÃÃes foram implementar em OpenFOAM e em R cÃdigos de alta portabilidade (desktop, laptop, nuvem) e com bom reuso (segmentaÃÃo em subrotinas especializadas que podem ser adaptadas a diferentes problemas). Neste trabalho mostramos tambÃm como modificar a geometria de um problema jà implementado computacionalmente apenas usando um operador matricial que bloqueia pontos do domÃnio, criando uma heterogeneidade sem alterar drasticamente o cÃdigo. Aplicamos as tÃcnicas desenvolvidas para o estudo numÃrico do escoamento multifÃsico em meios porosos atravÃs do mÃtodo de volumes finitos. Mostramos tambÃm a aplicaÃÃo da mesma metodologia no estudo de problemas clÃssicos como a difusÃo em 1D e 2D. / The main goal of this work is numerically solving physics problems associated with transport phenomena, which are described by partial differential equations, whose numerical solution requires the use of computer codes. We use open source software like R and OpenFOAM, writing our own routines. The aim is to approach computational physics from a new paradigma, composed by open source software and cloud computing. To numerically solve a partial differential equation one needs some sort of discretization. We first study the frequent found numerical methods: Finite Difference (FD), Finite Volume (FV), Finite Elements (FE). Latter on, we implement a finite volume scheme for the solution of the diffusion equations in 1D and 2D using R and the two phase flow in a porous media using OpenFOAM. We choose the (FV) for its simplicity and because it has some conservatives properties resulting from vector calculus identities. Finally we perform some numerical experiments. During the work we keep in mind code reusability and portability. Our main achievements are: implementation of highly portable and reusable codes (specialized routines that can be used in different problems) into R and OpenFOAM that can be used from notebooks to cloud computing. We present also a scheme to specify domain heterogeneity through a blocking operator. We apply the studied methodology for numerically solving multiphase flows in porous media. We also show its application for solving classical problems like 1D and 2D diffusion.

Conselho Nacional de Desenvolvimento CientÃfico e TecnolÃgico / Neste trabalho, apresentamos um estudo de espalhamento Raman em cristais de DL-valina (C5H11NO2) à temperatura ambiente e sob condiÃÃes de altas pressÃes hidrostÃticas, no intervalo espectral de 40 cm-1 a 3200 cm-1. Baseando-se em estudos anteriores sobre espectroscopia Raman em cristais de DL-valina e de outros aminoÃcidos, tais como, L-valina, L-isoleucina e L-asparagina, propusemos uma classificaÃÃo das bandas em diversos modos de vibraÃÃo. Os espectros obtidos, por espectroscopia Raman, em funÃÃo da pressÃo sugerem que a DL-valina sofreu duas transiÃÃes de fase estruturais atà 19,4 GPa. A primeira transiÃÃo de fase entre 1,4 GPa e 1,8 GPa onde foi observado o desaparecimento de trÃs modos, um modo de rede e dois modos internos classificados como rocking do NH3+, r(NH3+), e estiramento simÃtrico do CH3, vs (CH3). A segunda transiÃÃo de fase entre 7,8 GPa e 8,8 GPa, onde foi observado o desdobramento de um modo de rede, o desaparecimento de um modo interno associado a uma deformaÃÃo do esqueleto da molÃcula, d(esq) e a divisÃo de um modo designado como estiramento do CH2, v(CH2). / In this work, we present a study of the Raman scattering of DL-valine crystals (C5H11NO2) at room temperature under high hydrostatic pressures conditions using the spectral range of 40-3200 cm-1. Based on previous studies using Raman spectroscopy on crystals of DL-valine and other amino acids such as L-valine, L-isoleucine and L- asparagine, we proposed the classification of the bands in different vibration modes. The Raman spectrum obtained as function of pressure suggests that DL-valine suffered two structural phase transitions by 19,4 GPa. The first transition phase of between 1,4 GPa and 1,8 GPa where we observed the disappearance of three modes, one network mode and two internal modes classified as rocking of NH3+ and symmetric stretching of CH3, vs (CH3). The second phase transition of between 7,8 GPa and 8,8 GPa, where we observe the unfolding of a network mode, the disappearance of the internal mode associated with skeletal deformation, d(esk) and the splitting designated as CH2, v(CH2).

Conselho Nacional de Desenvolvimento CientÃfico e TecnolÃgico / Grafeno, uma rede bidimensional de Ãtomos de carbono, tem sido amplamente estudado durante os Ãltimos anos. O interesse por este material nÃo à apenas devido Ãs suas possÃveis aplicaÃÃes tecnolÃgicas futuras, mas tambÃm porque oferece a possibilidade de investigar fenÃmenos interessantes previstos pelas teorias quÃnticas de campo, que vÃo desde o tunelamento de Klein e outros efeitos quasi-relativÃsticos à existÃncia de novos tipos de graus de liberdade do elÃtron, ou seja, o pseudo-spin, e a existÃncia de dois vales eletrÃnicos nÃo-equivalentes na vizinhanÃa dos pontos sem gap do seu espectro de energia. VÃrias das propriedades exÃticas observadas no grafeno originam-se do facto de que dentro da aproximaÃÃo de baixas energias para o Hamiltoniano tight-binding do grafeno, elÃtrons se comportam como fÃrmions de Dirac sem massa, com uma dispersÃo de energia linear. Assim como no caso de uma monocamada de grafeno, o espectro eletrÃnico de baixas energias para uma bicamada de grafeno à sem gap, mas, neste caso, à dominado pela dispersÃo parabÃlica. No entanto, uma caracterÃstica interessante à compartilhada por ambas monocamada e bicamada de grafeno: o grau de liberdade de vale. Nesta tese, nÃs investigamos teoricamente: (i) as propriedades dinÃmicas em mono e bicamadas de grafeno, realizando um estudo sistemÃtico do espalhamento de pacotes de onda em diferentes formas de interfaces, bordas e potenciais; e, alÃm disso, (ii) os nÃveis de energia de sistemas confinados no grafeno na presenÃa ou ausÃncia de campos magnÃticos e elÃtricos externos. Na primeira parte do trabalho, nÃs utilizamos a abordagem tight-binding para estudar o espalhamento de um pacote de onda Gaussiano nas bordas de uma monocamada de grafeno (armchair e zigzag) na presenÃa de campos magnÃticos reais e pseudo-magnÃticos (induzidos por tensÃo) e tambÃm calculamos as probabilidades de transmissÃo de um pacote de onda Gaussiano atravÃs de um contato de ponto quÃntico definido por potenciais eletrostÃticos em bicamadas de grafeno. Estes cÃlculos numÃricos sÃo baseados na soluÃÃo da equaÃÃo de SchrÃdinger dependente do tempo para o Hamiltoniano do modelo tight-binding, usando a tÃcnica Split-operator. Nossa teoria permite investigar espalhamento no espaÃo recÃproco, e dependendo do tipo de borda do grafeno, nÃs observamos espalhamento dentro do mesmo vale, ou entre diferentes vales. Na presenÃa de um campo magnÃtico externo, as bem conhecidas Ãrbitas skipping orbits sÃo observadas. No entanto, nossos resultados demonstram que, no caso de um campo pseudo-magnÃtico induzido por uma tensÃo nÃo-uniforme, o espalhamento por uma borba armchair resulta em um estado de borda nÃo-propagante. NÃs tambÃm propomos um sistema de filtragem de vales muito eficiente atravÃs de um sistema de contato de ponto quÃntico definido por portas eletrostÃticas em uma bicamada de grafeno. Para o sistema de bicamadas sugerido, nÃs investigamos a forma de melhorar a eficiÃncia do sistema como um filtro de vales por diferentes parÃmetros, como comprimento, largura e amplitude do potencial aplicado. Na segunda parte da tese, nÃs apresentamos um estudo sistemÃtico dos espectros de energia de anÃis quÃnticos de grafeno com diferentes geometrias e tipos de borda, na presenÃa de um campo magnÃtico perpendicular. NÃs discutimos quais caracterÃsticas obtidas por meio de um modelo simplificado de Dirac podem ser recuperadas quando os auto-estados de anÃis quÃnticos de grafeno sÃo comparados com os resultados do modelo tight-binding. AlÃm disso, nÃs tambÃm investigamos os estados confinados em dois sistemas hÃbridos diferentes de monocamada - bicamada, identificando estados localizados dentro do ponto e estados de borda para as estruturas de confinamento em bicamadas sugeridas, assim como vamos estudar o comportamento dos nÃveis de energia em funÃÃo do tamanho do ponto e sob um campo magnÃtico externo aplicado. Finalmente, usando o modelo contÃnuo de Dirac de quatro bandas, nÃs tambÃm derivamos uma expressÃo geral para a condiÃÃo de contorno de massa infinita em bicamada de grafeno, a fim de aplicar essa condiÃÃo de contorno para calcular analiticamente os estados confinados e as correspondentes funÃÃes de onda em um ponto quÃntico em uma bicamada de grafeno na ausÃncia e na presenÃa de um campo magnÃtico perpendicular. Nossos resultados analÃticos apresentam boa concordÃncia quando comparados com os resultados tight-binding. / Graphene, a two-dimensional lattice of carbon atoms, has been widely studied during the past few years. The interest in this material is not only due to its possible future technological applications, but also because it provides the possibility to probe interesting phenomena predicted by quantum field theories, ranging from Klein tunneling and other quasi-relativistic effects to the existence of new types of electron degrees of freedom, namely, the pseudo-spin, and the existence of two inequivalent electronic valleys in the vicinity of the gapless points of its energy spectrum. Several of the exotic properties observed in graphene originate from the fact that within the low energy approximation for the tight-binding Hamiltonian of graphene, electrons behave as massless Dirac fermions, with a linear energy dispersion. Just like in single layer graphene, the low-energy eletronic spectrum in bilayer graphene is gapless, but in this case it is dominated by the parabolic dispersion. Nevertheless, one interesting feature is shared by both monolayer and bilayer graphene: the valley degree of freedom. In this thesis, we theoretically investigate: (i) the dynamic properties in mono and bilayer graphene, performing a systematic study of wave packet scattering in different interface shapes, edges and potentials; and furthermore (ii) the energy levels of confined systems in graphene in the presence or absence of external magnetic and electric fields. In the first part of the work, we use the tight-binding approach to study the scattering of a Gaussian wave packet on monolayer graphene edges (armchair and zigzag) in the presence of real and pseudo (strain induced) magnetic fields and also calculate the transmission probabilities of a Gaussian wave packet through a quantum point contact defined by electrostatic gates in bilayer graphene. These numerical calculations are based on the solution of the time-dependent SchrÃdinger equation for the tight-binding model Hamiltonian, using the Split-operator technique. Our theory allows us to investigate scattering in reciprocal space, and depending on the type of graphene edge we observe scattering within the same valley, or between different valleys. In the presence of an external magnetic field, the well known skipping orbits are observed. However, our results demonstrate that in the case of a pseudo-magnetic field, induced by non-uniform strain, the scattering by an armchair edge results in a non-propagating edge state. We propose also a very efficient valley filtering through a quantum point contact system defined by electrostatic gates in bilayer graphene. For the suggested bilayer system, we investigate how to improve the efficiency of the system as a valley filter by varying parameters, such as length, width and amplitude of the applied potential. In the second part of the thesis, we present a systematic study of the energy spectra of graphene quantum rings having different geometries and edge types, in the presence of a perpendicular magnetic field. We discuss which features obtained through a simplified Dirac model can be recovered when the eigenstates of graphene quantum rings are compared with the tight-binding results. Furthermore, we also investigate the confined states in two different hybrid monolayer - bilayer systems, identifying dot-localized states and edge states for the suggested bilayer confinement structures, as well as we will study the behavior of the energy levels as a function of dot size and under an applied external magnetic field. Finally, using the four-band continuum Dirac model, we also derive a general expression for the infinite-mass boundary condition in bilayer graphene in order to apply this boundary condition to calculate analytically the confined states and the corresponding wave functions in a bilayer graphene quantum dot in the absence and presence of a perpendicular magnetic field. Our analytic results exhibit good agreement when compared with the tight-binding ones.

Relata a utilizaÃÃo da espectroscopia FT-Raman combinada com CorrelaÃÃo 2D Generalizada como mÃtodo alternativo para a realizaÃÃo do controle de qualidade de Gasolinas automotivas diretamente nos postos de combustÃvel. Apresenta os procedimentos para identificar a adulteraÃÃo da Gasolina automotiva pela adiÃÃo irregular de Etanol, Metanol e compostos aromÃticos e parafÃnicos, atravÃs da anÃlise dos espectros Raman obtidos para os diferentes adulterantes separadamente, misturados à Gasolina A e misturados à Gasolina A e ao Etanol. Descreve os procedimentos de prÃ-tratamento sobre os espectros Raman, a aplicaÃÃo do mÃtodo de CorrelaÃÃo 2D Generalizada aos sistemas estudados e a determinaÃÃo das curvas de calibraÃÃo que relacionam as intensidades integradas das bandas Raman com o teor de adulterante na Gasolina. Apresenta a praticidade de aplicaÃÃo do mÃtodo, que possibilita verificar a adulteraÃÃo da Gasolina automotiva atravÃs da comparaÃÃo entre o espectro Raman da amostra cuja conformidade se deseja verificar com o espectro da amostra padrÃo. Enfatiza a flexibilidade e a viabilidade de se ter um padrÃo especÃfico para cada distribuidora, ou atà mesmo para cada nova produÃÃo de Gasolina da refinaria. / It is reported the use of Generalized Two-Dimensional FT-Raman Correlation Spectroscopy (2DCOS-FT-Raman) method to monitor the quality of automotive gasoline in the gas stations. It is presented a procedure to identify the adulteration of automotive gasoline by the illicit addition of ethanol, methanol, aromatic and paraphinic compounds through the analysis of the Raman spectra obtained for different compositions of adulterants added to gasoline âAâ type and to gasoline âAâ type plus ethanol samples. It is discussed the data preconditioning step, the application of 2DCOS method, and the calibration curves that correlates the integrated intensities of the Raman bands of a given adulterant with its percentage in a given gasoline sample. It shown the protocol for using the 2DCOS-FT-Raman method to verify the adulteration in a given gasoline sample compared with a specific standard. This work emphasizes the flexibility and viability of using this method to have a specific standard for each gasoline distribution firm and also for each new gasoline derived from the refinery.

Made available in DSpace on 2014-07-29T15:07:08Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dissertacao_Paulo Estevao Weber.pdf: 2778005 bytes, checksum: 18a0fa4b6212e96fa01862634c242aa3 (MD5) Previous issue date: 2007-07-20 / A feasible scheme for generating squeezed states of superposiçãao displaced in superconducting cavities is presented. The characteristics and properties, especially the non-classical, are studied by means of the Wigner function and Q parameter of Mandel. The probability of successful generation of such superposition are also considered. / Um esquema factível de geração de superposiçãao de estados comprimidos deslocados em cavidades supercondutoras é apresentado. As características e propriedades, em especial as não clássicas, são estudadas por meio da funcão de Wigner e parâmetro Q de Mandel. A probabilidade de sucesso de geracão de tal superposição também são consideradas.