O campo da modificação de materiais, através da implantação iônica, vem crescendo amplamente, impulsionado pelas aplicações tecnológicas na biologia, medicina, eletrônica, e outras áreas. Um dos aspectos relacionados ao entendimento desses novos materiais é a identificação e caracterização dos danos produzidos, após a irradiação. Nesse trabalho, foi proposto estudar as modificações microscópicas, após irradiação com feixe de íons de alta energia, em três diferentes polímeros: o policarbonato(Makrofol KG), com espessura de 8 µm; o polialil diglicol carbonato PADC (CR39), espessura 900 µm; e o nitrato de celulose (LR115), espessura 12µm. As amostras foram irradiadas com feixe de Au de 350 MeV no acelerador Cíclotron do Hahn-Meitner Institut (HMI) em Berlim. As amostras de Makrofol KG foram dispostas em superposição de 6 folhas posicionadas perpendicularmente à direção do feixe e foram irradiadas com fluências de 10^8, 10^9 e 10^11 íons/cm^2. As amostras de CR39 e LR115 foram irradiadas com fluência de 10^9 íons/cm^2, sem superposição das amostras. O estudo comparativo dos danos estruturais nas amostras, antes e após a irradiação, foi realizado através de técnicas analíticas como Espectroscopia de Absorção no Infravermelho por Transformada de Fourier (FTIR), Difração de Raios X (XRD), Análise com Detecção de Recuo Elástico (ERDA), e Corrosão Química, para visualização e caracterização dos poros através do microscópio óptico e microscópio eletrônico de varredura. A análise FTIR das amostras mostrou haver diminuição do número de ligações simples, em favor do aumento do número de ligações duplas e triplas, após irradiação das amostras. Além disso, observou-se que a intensidade dos danos observados aumenta com o poder de freamento médio dos íons de Au durante a penetração nas amostras. A análise XRD, por sua vez, permitiu verificar um decréscimo da cristalinidade do Makrofol KG irradiado, enquanto observou-se indicações de variação da densidade do CR39, após irradiação, e inexistência de variação no LR115. A metodologia proposta para análise das amostras através da técnica ERDA não se mostrou eficiente para determinar a variação no teor de H das mesmas após a irradiação, não sendo possível obter resultados conclusivos para as amostras. Na análise dos poros, após corrosão química, observou-se diferentes comportamentos. As amostras de CR39 apresentaram uma evolução de superfície porosa para superfície pontiaguda com o aumento do tempo de corrosão, e obteve-se o valor Va = 1,213 (17) µm/h para a velocidade de abertura do poros. Por outro lado, as diferentes folhas de Makrofol KG mantiveram a topografia porosa, sendo que a velocidade de abertura dos poros apresentou dependência com o poder de freamento dos íons na irradiação. Comparando amostras com valores semelhantes do poder de freamento, o resultado de Va obtido para o Makrofol é cerca de três vezes maior que o obtido para o CR39. / The research in the field of material modification with ion implantation has greately improved, stimulated by technological applications in biology, medicine, electronics and other related areas. One of the correlated aspects in understanding these new materials is the identification and characterization of the damage produced by ion beam irradiation. In this work, we propose to identify the microscopic modification in polymers, after their irradiation with a high energy beam. Three polymers have been used: polycarbonate foils (Makrofol KG), 8 µm thick; polyalyl diglycol carbonate PADC (CR39) 900 µm thick and cellulose nitrate(LR115) 12 µm thick. The samples were irradiated with 350 MeV Au beam from the Cyclotron accelerator at Hahn-Meitner Institut (HMI) in Berlin. The Makrofol samples were placed in a 6-foil stack positioned in normal direction relative to the incident beam, in order to stop the projectiles. The irradiations were performed with ion fluences of 10^8, 10^9 e 10^11 ions/cm^2. The CR39 and LR115 samples, thicker than the range, were irradiated with the fluency of 10^9 ions/cm^2. The investigation of structural damage in the samples, after irradiation, was performed through analytical techniques such as: Fourier Transform Infrared Absorption Spectroscopy (FTIR), X Ray Difraction (XRD), Elastic Recoil Detection Analysis (ERDA), and Etching, followed by pore characterization using an optical and a scanning electron microscopes. The FTIR analysis of the samples showed a decrease in the number of simple bonds and an increase in the number of double and triple bonds, after irradiation. Moreover, it was observed that the damage intensity increases with the mean stopping power of Au. The XRD analysis allowed the observation of crystallinity decrease in Makrofol, and gave indications about a possible deviation in CR39 density, after sample irradiation, and no variation in LR115 samples. The methodology proposed using ERDA technique was not eficient to determine the H atoms teor in the polymers after irradiation, so, it was not possible to get conclusive results from the data. In the pore analysis, after etching, different behaviors were observed. The CR39 samples showed an evolution from a porous surface to a sharply peaked surface and a pore opening rate Va = 1,213 (17) µm/h was obtained. On the contrary, different Makrofol KG foils preserved the porous topography for different etching times. The pore opening rate showed dependence with ion stopping power in the irradiation. Comparing samples with similar values of stopping power, the result is that Makrofol Va is three times greater than the obtained to CR39.

A espectroscopia de núcleos leves como ANTPOT. 6,7 Li e outros no contínuo é ainda um campo relativamente pouco explorado, e a possibilidade de se produzir esses núcleos a partir de canais de entrada envolvendo núcleos exóticos é relativamente recente. Em particular, o estudo do ANTPOT. 7 Li em energias de excitação em torno do limiar ANTPOT. 6 He+p é interessante pois corresponde a uma região próxima ao estado fundamental do exótico análogo isobárico ANTPO. 7 He. Neste trabalho, apresentamos resultados de um estudo do espalhamento ressonante ANTPOT. 6 He+p utilizando feixe de ANTPOT. 6 He. As medidas da função de excitação ANTPOT. 6 He+p foram realizadas no sistema RIBRAS (\"Radioactive Ion Beams in Brasil\") do Instituto de Física da Universidade de São Paulo. O feixe secundário foi produzido mediante a reação primária ANTPOT. 9 Be(ANTPOT. 7 Li, ANTPOT. 6 He). Fez-se pela primeira vez, uso do conjunto de dois solenóides do sistema RIBRAS para purificar o feixe secundário de ANTPOT. 6 He, que incide em um alvo sólido de CH IND. 2, grosso o bastante para parar o feixe incidente de ANTPOT. 6 He. Assim, somente as partículas leves de recuo foram detectados, as quais levam a informação do sistema composto ANTPOT. 7 Li. Dessa forma foram analisados os espectros obtidos das reações p(ANTPOT. 6 He,p) e p(ANTPOT. 6 He,). Além disso realizamos um estudo da reação ANTPOT. 3 He(ANTPOT. 7 Be, )ANTPOT. 6 Be. A experiência foi realizada no CRIB-RIKEN fazendo uso de um feixe puro de ANTPOT. 7 Be e um alvo gasoso de ANTPOT. 3 He. O feixe de ANTPOT. 7 Be tem uma energia de laboratório de E IND. lab= 53.4 MeV e foi produzido pela reação primária de ANTPOT. 7 Li(p, n)ANTPOT. 7 Be usando um alvo criogênico H IND. 2. Existem na literatura estados excitados identificados nos núcleos ANTPOT. 6 Li e ANTPOT. 6 He, mas apenas poucos estados no ANTPOT 6 Be. Além do interesse na estrutura nuclear, a importância destes estados no ANTPOT. 6 Be próximos ao limiar de ANTPOT. 3 He ANTPOT. 3 He a 11.48MeV está principalmente na astrofísica. A possível existência de ressonâncias perto deste limiar poderia trazer fortes implicações na queima próton-próton em estrelas. / The spectroscopy in the continuum of light nuclei such as 6,7 Li and others still remains a relatively unexplored field, and the ability to produce these nuclei from entrance channels involving exotic nuclei is relatively recent. In particular, the study of 7Li at excitation energies around the 6He+p threshold is interesting since it corresponds to a region near to the ground state of the exotic analog isobaric 7He. In this work we present the results of the study of the resonant scattering p+6He. The measurements of the excitation function of the system p+6He have been performed in the RIBRAS system (\"Radioactive Ion Beams in Brasil\") of the Institute of Physics of the University of São Paulo. The secondary beam has been produced by the primary reaction 9Be(7Li,6 He). For the first time, the two solenoids of the RIBRAS system have been used to purify the secondary 6He beam, which collides into a solid CH2, thick enough to stop the incident 6He beam. Only the light recoil particles have been detected, which provide information of the compound system 7Li. We analyzed the spectrum obtained from the p(6He,p) and p(6He,) reactions. In addition, we performed a study of the 3He(7Be, )6Be reaction. The experiment has been performed at the CRIB-RIKEN laboratory (Japan), using a pure 7Be beam and a 3He gas target. The 7Be beam had an energy of Elab = 53.4MeV and has been produced by the 7Li(p, n)7Be primary reaction, using a H2 cryogenic target. There are in the literature, excited states identified in the nuclei 6Li and 6He but only a few states in 6Be. Besides the interest in nuclear structure, the importance of these states at 6Be near the threshold of 3He3He at 11.48MeV lies mainly in astrophysics. The possible existence of resonances near this threshold could bring strong implications for proton-proton burning in stars.

São investigadas as modificações na anisotropia magnética de exchange bias (EB) de filmes finos de IrMn/Cu/Co induzidas pela irradiação de íons. Os filmes são constituídos de uma camada antiferromagnética (AF) de IrMn acoplada a uma camada ferromagnética de cobalto (Co), separadas por um espaçador não-magnético de cobre (Cu). Irradiações com íons de He+ a baixa energia foram feitas para diferentes fluências e correntes, na presença de um campo magnético de aproximadamente 5 kOe. Amostras com e sem espaçador de Cu foram irradiadas e vários feixes a diferentes energias e fluências foram empregados, de modo a compreender os processos físicos responsáveis pelas modificações observadas nas propriedades magnéticas. Uma completa reorientação do EB na direção do campo aplicado durante as irradiações é observada, assim como e obtido um aumento do campo de exchange bias (HER) com a fluência. O aumento do HEB induzido pela irradiação, e maior que o obtido via tratamento térmico. Um aumento maior e mais rápido do HEB e obtido para as amostras sem espaçador de Cu. O papel da excitação eletrônica e dos defeitos causados pela irradiação iônica e investigado usando íons de H+ e Ne+ a energias escolhidas. Uma dependência das modificações provocadas no EB com os defeitos causados pelos íons e bem estabelecida. Os resultados observados são explicados através de um modelo fenomenológico que leva em conta as modificações induzidas na estrutura granular do material AF pela irradiação iônica. / The modifications of the magnetic anisotropy (exchange bias, EB) induced by ion irradiation in IrMn/Cu/Co thin films are investigated. The films consist of an antiferromagnetic (AF) layer (IrMn), coupled to a ferromagnetic one (Co) separated by a non-magnetic spacer (Cu). Low energy He+ irradiation has been performed for different ion fluenciesiand currents, in an external magnetic field of about 5 kOe. In addition, two different samples have been irradiated (with and without Cu spacer) and ions of other elements, with different energies, have also been used in order to understand the underlying physical processes responsible for the observed modifications of the magnetic properties. A complete reorientation of the EB direction towards that of the applied field during irradiation is observed. Moreover, an increase of the EB field HEB with the ion fluence is obtained. The enhancement of HEB due to the ion irradiation, is larger than that obtained by standard thermal annealing procedure. A faster and larger increase of the HEB is observed for the samples without Cu spacer. The role of ion-induced damage and electronic excitation is investigated by using H+ and Ne+ ions at selected energies. The dependence of the EB modifications with the ion damage is well established. The observed findings are then explained through a phenomenological model which takes into account the modification of AF granular structure induced by the ion irradiation.

Este trabalho objetiva investigar a estabilidade de um feixe de partículas periodicamente focalizado por um campo magnético, dando uma especial atenção às novas regiões de estabilidade que foram recentemente encontradas [46]. Primeiramente investigamos como o perfil do campo magnético focalizador influencia na estabilidade do feixe periodicamente focalizado [41]. A seguir, a importância das perturbações sem simetria axial sobre a estabilidade do feixe foi analisada [40]. Por fim, pesquisamos como o transporte de um feixe fora do centro de simetria do campo focalizador é alterado pela dinâmica de sua centróide, e como cargas induzidas no cilindro condutor que contém o feixe, influenciam a dinâmica e a estabilidade deste [38]. A fim de obtermos informações sobre a estabilidade não-linear dos vários tipos de soluções presentes em nosso problema, usamos os plots de Poincaré [33] e aplicamos o método de Newton-Raphson [41]. / In this work we investigate the stability of a particle beam periodicalIy focused by a magnetic field, paying special attention to the new regions of the stability found recent1y [46]. First of alI, we investigate how the profile of the focusing magnetic field influence the stability of the periodicalIy focused beam [41]. Afterwards, the importance of perturbations without axial simmetry on the stability of the beam is analyzed [40]. FinalIy, we research how the transport of an off-axis beam is altered by the dynamics of the its centroid, and how induced charges in the conducting pipe encapsulating the beam influence its dynamics and stability [38]. To obtain information about the stability of several non-linear solutions presents in our problem, we use Poincaré's plots and apply the Newton-Raphson's method [41].

O principal objetivo deste trabalho é usar a explosão coulombiana do feixe de H+2 , para determinar o tempo de trânsito de fragmentos que atravessam filmes amorfos e consequente extrair a espessura e densidade do filme analisado. Neste trabalho é demonstrado a aplicabilidade desta técnica (chamada Perfilometria de Coulomb) para feixes moleculares de baixa energia. Neste caso efeitos de neutralização e espalhamento múltiplo devem ser considerados. Também é demonstrado o papel das forças de arrasto para todas as energias. Para este objetivo, foram utilizados feixes moleculares de H+2 de 50 - 200keV/u incidindo sobre filmes de TiO2 (10nm) e Al2O3 (3,4 nm) e medimos a energia dos fragmentos retroespalhados (H+) com uma técnica de alta resolução em energia, MEIS (Espalhamento de Íons de Energia Média). O efeito de neutralização no feixe, ao longo do caminho de entrada, foi claramente observado à baixas energias. Todos estes efeitos foram implementados em um programa Monte-Carlo, utilizado para gerar os valores da dispersão da perda de energia, causada pela repulsão entre os íons. Os resultados foram compatíveis aos obtidos por medidas de TEM. Também foram realizadas medidas para quantificar o efeito que a proximidade entre os componentes dos feixes H+2 , H+3 e HeH+ tem no poder de freamento (do fragmento H+). Estas medidas foram realizadas com o objetivo de obter a assinatura de excitação de plasmons, recentemente observada em um filme de SiO2. Para este objetivo, a técnica de MEIS foi usada para medir a razão entre a perda de energia do feixe molecular e a soma da perda de energia de seus constituintes, para um intervalo de energia entre 50 e 200 keV/u. / The main aim of this work is to use the Coulomb explosion of small cluster beams to measure the dwell time of fragments traversing amorphous films. It has been demonstrated that, the thickness of thin films can be obtained with the so-called Coulomb depth profiling technique using relatively high energies clusters where the fragments are fully ionized after breakup. Here we demonstrate the applicability of Coulomb depth pro ling technique at lower cluster energies, where neutralization comes into play. The importance of wake forces is also discussed in this work. To that end, we used 50-175 keV/u H+2 molecular ions impinging on a 10nm TiO2 and on a 4nm Al2O3 lms and measured the energy of the backscattered H+ fragments with a high energy resolution using MEIS techinique. The e ect of the neutralization of the H+ fragments along the incoming trajectory before the backscattering collision is clearly observed at lower energies through the decrease of the energy broadening due to the Coulomb explosion. The reduced values of the Coulomb explosion combined with full Monte-Carlo simulations provide compatible results with those obtained at higher cluster energies where neutralization is less important. The results are corroborated by Transmission Electron Microscopy (TEM) measurements. We have also performed meassurements of vicinage e ect on the stopping power, which arises when H+2 , H+3 e HeH+ cluster ions interact with both films and in order to understand the transition of negative and positive interferences found recently by Shubeita et al in SiO2. For this purpose, MEIS was used to measure the ratio, Rn, between the energy loss of the cluster and the sum of the energy loss of its constituents, at energy range between 50 and 200 keV per nucleon. We have also observed a steep increase around 90 keV for both cluster ions and films, which is associated with the plasmon excitation threshold.

A situação em que ocorre a interação entre um feixe de elétrons rápidos e um plasma é considerada um modelo fundamental para o estudo de instabilidades cinéticas em plasmas. A dinâmica não linear desta interação vem sendo amplamente estudada, com a intenção de entender melhor os processos por trás da geração de turbulência de Langmuir, observada durante os chamados type II radio bursts e type III radio bursts. Nesses estudos, é comum que seja suposto um feixe de elétrons de baixa densidade, o que leva a um longo intervalo de evolução temporal, muito maior do que o período das ondas que estão sendo consideradas. Para longos períodos de evolução temporal, uma investigação a respeito da atuação dos efeitos colisionais se faz necessária. No presente trabalho, incluímos os efeitos das colisões binárias ao conjunto completo de processos não lineares da instabilidade bump-on-tail, na presença de oscilações eletrostáticas, e obtemos a evolução temporal bidimensional desse sistema. Para isso começamos com uma revisão teórica que inclui teoria cinética de plasmas, teoria de turbulência fraca e um estudo sobre colisões em plasmas. A seguir, adaptamos o operador colisional de Fokker-Planck, na aproximação de Landau, de maneira que pudéssemos agrupá-lo à equação cinética bidimensional para a evolução das partículas. Feito isso, passamos essas equações para a forma de diferenças finitas e as integramos em conjunto com o restante das equações da teoria de turbulência fraca. Uma comparação dos resultados obtidos com a evolução do mesmo sistema na ausência de colisões, nos indica que os primeiros sinais da atuação colisional na função de distribuição, embora muito sutis, surgem logo no início da evolução temporal. No entanto, a evolução das ondas só será afetada pelas colisões bem mais tarde, quando, aparentemente, os processos colisionais passam a dominar a dinâmica do sistema, superando os processos coletivos não lineares. Essa predominância da atuação colisional é percebida como uma lenta, mas progressiva simetrização das distribuições no espaço de velocidades e no espaço de vetor de onda. Os resultados estão de acordo com o esperado e as perspectivas futuras são promissoras. / The situation in which occurs the interaction between a beam of fast electrons and a plasma is considered a fundamental model for the study of kinetic instabilities in plasmas. The nonlinear dynamics of this interaction has been extensively studied with the intention to better understand the processes behind the Langmuir turbulence generation, observed during the so-called type II and type III radio bursts. In these studies, is usual to assume a low density electron beam, which leads to a long time development interval; much longer than the period of the considered waves. For long periods of time evolution, an investigation concerning the action of collisional effects is needed. In this study, we include the effects of binary collisions to the complete set of non-linear processes of the bump-on-tail instability in the presence of electrostatic oscillations, and obtain the solution for the time evolution of the system in two dimensions. For that, we start with a literature review which includes kinetic theory of plasmas, weak turbulence theory and a study of collisions in plasmas. Then we adapt the Fokker-Planck collisional operator, in Landau approach, so we could group it to the two-dimensional kinetic equation for the evolution of the particles. Then, we write these equations in the form of finite difference equations, and integrate them together with the rest of the weak turbulence equations. A comparison of the results obtained with the evolution of the same system in the absence of collisions, indicates that the first signs of collisional activity in the distribution function, although very subtle, appear at the beginning of time evolution. However, the evolution of the waves will only be affected by collisions much later, when the collisional processes apparently dominate the dynamics of the system, overcoming the nonlinear collective processes. This predominance of collisional acting is perceived as a slow but progressive symmetrization of the distributions in the velocity space and the wave vector space. The results are consistent with expectations, and future perspectives are promising.

Neste trabalho investigamos a interação onda-partícula de uma onda eletrostática estacionária que perturba o sistema com impulsos periódicos, representados pela função delta de Dirac, e partículas relativísticas em um plasma magnetizado, com vetor de onda formando um ângulo arbitrário em relação ao campo magnético. Os impulsos periódicos permitem colocar a solução das equações de Hamilton na forma de um mapa. Nosso interesse principal está na possibilidade de energização de partículas inicialmente pouco energéticas. Para esse fim, o ˆangulo entre o vetor de onda e o campo magnético mostra-se como um parâmetro importante e explicamos o comportamento das partículas de baixa energia como função desse ângulo. / In this work we investigate the wave-particle interaction of a stationary electrostatic wave that perturbs periodically the system with impulses, represented by the Dirac delta function, and relativistic particles in a magnetized plasma with wavevector in a arbitrary direction. The periodic impulses allow us to place the solution of Hamilton’s equations in the form of a map. Our main interest lies in the possibility of energize particles initially with low energy. To this end, the angle between the wave vector and the magnetic field is an important parameter and we explain the behavior of the low energy particles as function of this angle.

Neste trabalho um modelo é apresentado que permite-nos prever quantitativamente o estado estacionário atingido por um plasma não-neutro durante um processo de relaxação nãocolisional. Como uma aplicação específica, a teoria é usada para estudar a relaxação de feixes de partículas carregadas na qual, mostra-se que, um feixe inicialmente casado relaxa para a distribuição de Lynden-Bell. No entanto, quando existe um descasamento inicial, o mesmo oscila e ressonâncias paramétricas conduzem-no a uma separação de fases: caroço e halo. A abordagem desenvolvida vale tanto para a densidade como para a distribuição de velocidade no estado final estacionário. / In this work a theoretical framework is presented which allows us to quantitatively predict the final stationary state achieved by a non-neutral plasma during a process of collisionless relaxation. As a specific application, the theory is used to study relaxation of charged-particle beams. It is shown that a fully matched beam relaxes to the Lynden-Bell distribution. However, when a mismatch is present and the beam oscillates, parametric resonances lead to a corehalo phase separation. The approach developed accounts for both the density and the velocity distributions in the final stationary state.

O Laboratório de Implantação Iônica (LII) do IF-UFRGS possui uma linha de microfeixe instalada há poucos anos e que se encontra em fase de otimização e desenvolvimento. Esta é a primeira e única linha de microfeixe de íons instalada no Brasil e, portanto, é de grande interesse torná-la eficiente e disponibilizá-la para a comunidade científica. Algumas técnicas já estão bem desenvolvidas na linha de microfeixe: micro-PIXE, STIM e PBW (proton beam writing). A grande variedade de técnicas baseadas em feixes de íons de grande dimensão estimula estudos para a operacionalização dessas mesmas para o caso de feixes micrométricos. O estabelecimento e a operacionalização da técnica micro-NRA (reação nuclear) é importante para a consolidação de uma técnica capaz de determinar e mapear elementos leves que não são detectados com as técnicas atualmente em operação. Tais elementos, como por exemplo, carbono, nitrogênio e oxigênio, são os constituintes majoritários de grande parte dos materiais em estudo no LII. Neste estudo, apresentamos os parâmetros experimentais utilizados, bem como os resultados analíticos obtidos com a técnica de micro-NRA. Uma primeira avaliação sugere que a técnica tem grandes potencialidades para caracterização e mapeamento do carbono, enquanto que os resultados para o oxigênio e nitrogênio indicam a necessidade de uma técnica complementar. Adicionalmente, os resultados obtidos com micro-NRA foram comparados com os resultados provenientes de medidas com micro-PIXE utilizando um detector SDD com janela ultrafina, recentemente instalado na linha de microfeixe. Uma avaliação dos mapas elementares obtidos pelas duas técnicas indica que as medidas realizadas com micro-PIXE oferecem resultados com melhor estatística e mapas elementares de qualidade superior. / A couple of years ago, the Ion Implantation Laboratory (LII) at IF- UFRGS installed a microprobe station and ever since it has been under development. This is the first and unique ion microprobe station installed in Brazil and therefore it is of great interest to make it efficient and available to the scientific community. Some techniques are well developed in the microbeam station: micro-PIXE, STIM and proton beam writing. A wide variety of techniques based on broad ion beams stimulates further work for the implementation of such techniques for the case where the beam spot size is of the order of few micrometers. The study of the micro-NRA technique (Nuclear Reaction Analysis) is important since it can be used for the detection of light elements that are not detected with the techniques already in operation at the microprobe station. Such elements, such as carbon, nitrogen and oxygen are the major constituents of most materials under study in LII. In this study, we present the experimental parameters as well as the analytical results obtained with the micro-NRA technique. A preliminary assessment suggests that the technique has a great potential for the characterization and mapping of carbon, while the results for oxygen and nitrogen indicate the need for a complementary technique. Additionally, the results obtained with micro-NRA were compared with the results from measurements with micro-PIXE obtained with a SDD detector with ultra-thin window. An evaluation of the elemental maps obtained by the two techniques indicates that the measurements made with micro-PIXE provide results with better statistics and elemental maps with higher quality.

Nanocristais semicondutores (quantum dots - QDs) são empregados em quase todas as áreas da nanotecnologia. Isso se deve principalmente a possibilidade de controlar suas propriedades físicas, como propriedades ópticas e elétricas, apenas pelo controle do tamanho do nanocristal. Entretanto esses novos materiais também possuem novos desafios tecnológicos. Um deles é a caracterização de materiais tão pequenos. Poucas técnicas experimentais têm sensibilidade ou resolução para nanocaracterização. Espalhamento de íons com energias intermediárias (MEIS) é uma técnica para análise de superfícies cristalinas, capaz de determinar composições elementares e perfil de concentrações em filmes ultra-finos, com resolução em profundidade melhor do que 1 nm. Por esse motivo, ela surgiu como uma poderosa técnica para caracterização de nanomateriais, com a vantagem de ser capaz de determinar perfil de concentrações elementares dentro de nanoestruturas. Desenvolvemos um programa Monte Carlo, chamado PowerMeis, para simulação de espectros de MEIS, voltado à análise de nanoestruturas e capaz de simular espectros para qualquer tipo de amostra nanoestruturada. Com o uso desse programa, é possível determinar as características estruturais mais prováveis para uma amostra, encontrando a respectiva configuração no PowerMeis que resulta no melhor ajuste entre os espectros simulado e experimental. Através dessa técnica, foram desenvolvidos vários trabalhos voltados à caracterização de superfícies e interfaces nanoestruturadas. Nesse trabalho, utilizamos a técnica MEIS, combinada com emissão de raios X induzida por partículas (PIXE), espectrometria de retroespalhamento Rutherford (RBS) e microscopia eletrônica de transmissão (TEM) para estudar quantum dots núcleo-casca de CdSe/ZnS, diluídos em solução de tolueno, disponíveis comercialmente. Nosso objetivo é determinar a estrutura interna desses materiais, e estudar as modificações dessa estrutura, quando submetidos a processos externos, como tratamento térmico e irradiação por íons. Apresentamos o processo de caracterização desses sistemas, desde o preparo de amostras sólidas para análise com feixe de íons, determinação de densidade e distribuição espacial de QDs na superfície da amostra, até a análise da estrutura interna e de sua modificação mediante tratamento térmico. Nosso estudo mostra que, apesar dos QDs terem uma razão Cd:Se de 0,69:0,31, o núcleo é um cristal estequiométrico de CdSe e o cádmio excedente está distribuído na casca, formando uma estrutura Cd-Se/CdZnS. Após tratamento térmico a 450 °C por 5 minutos, há uma redução no tamanho do núcleo e uma modificação na forma da casca, havendo uma maior concentração de zinco na base da nanoestrutura. / Semiconductor nanocrystals (quantum dots - QDs) are employed in almost all elds of nanotechnology. This is mostly due to the ability to control its physical properties, such as optical and electrical ones, by controling only the size of the nanocrystal. However these new materials also have new technological challenges. One of them is the characterization of materials so small. Few experimental techniques have sensitivity or resolution for nanocharacterization. Medium energy ion scattering (MEIS) is a technique for crystal surfaces analysis, capable to determine elemental composition and concentration pro le in ultra-thin lms, with depth resolution better than 1 nm. For that reason, it has emerged as a powerful technique for characterization of nanomaterials, with the advantage to be able to make elemental concentration pro le within nanostructures. We developed a Monte Carlo program, called PowerMeis, for MEIS spectra simulation, focused on the analysis of nanostructures and able to simulate spectra for any kind of nanostructured sample. By using this program, we are able to determine the most probable structural characteristics for a given sample, by nding the respective PowerMeis input which led to the best comparison between simulated and experimental spectra. We used this technique in several studies on characterization of nanostructured surfaces and interfaces. In the present work, we used the MEIS technique, combined with particle induced X ray emission (PIXE), Rutherford backscattering spectrometry (RBS) and transmission electronic microscopy (TEM) to study core-shell quantum dots of CdSe/ZnS, commercially available diluted in toluene solution. Our goal is to determine the internal structure of these materials, and to study the modi cations of this structure when submited to external processes such as heat treatment and ion irradiation. We present the process of characterization of these systems, from the preparation of solid samples for ion beam analysis, density determination and spatial distribution of QDs on the surface of the sample, up to the analysis of the internal structure and its modi cation by termal treatment. Our study shows that, despite the QDs have a Cd:Se ratio of 0.69:0.31, the nucleus is a stoichiometric CdSe crystal and the excess of cadmium is distributed on the shell, forming a CdSe/CdZnS structure. After termal treatment at 450 C for 5 minutes, there is a decrease on the nucleus diameter and a modi cation on the shell shape, with a higher concentration of zinc at the nanostructure bottom.