O objetivo deste trabalho é a produção e caracterização de filmes finos de Zircônia (ZrO2) dopada com íons terras raras Er3+, Pr3+ estabilizante de fase y3+. Os filmes foram produzidos por evaporação térmica através de canhão de elétrons (EB-PVD) em um sistema não comercial de evaporação desenvolvido em nosso laboratório, onde conseguimos produzir de maneira eficiente e com boa qualidade filmes de até 7,0 pm de espessura. Além da Zircônia na forma de filmes finos, investigamos também pastilhas policristalinas e fibras monocristalinas de ZrO2 fazendo um estudo em paralelo do material nos três grupos de amostras, observando os efeitos estruturais e de luminescência em relação a configuração (monocristalina ou policristalina) de cada amostra. As pastilhas de Zircônia dopada foram produzidas por prensagem e sinterização dos pós dos componentes óxidos metálicos com a finalidade de serem evaporadas por canhão de elétrons para a produção dos filmes, e verificamos intensa luminescência nestas amostras quando excitadas por Laser. As fibras monocristalinas foram produzidas pela técnica de LHPG (Laser Heated Pedestal Growth) onde obtém-se um monocristal de Zircônia pela fusão a Laser de CO2, da cerâmica na forma de bastões. Como pouca informação sobre filmes finos de Zircônia dopada com Terras Raras foi reportada até agora, nossa atenção fica voltada sobre a caracterização do material através de microscopia eletrônica e difração de Raio-X como também medidas de luminescência. / The aim of this work is the production and characterization of Rare Earth Stabilized Zirconia (RESZ) and Rare Earth Yttria Stabilized Zirconia (RE-YSZ) thin films. Thin films were produced by Electron Beam Gun (EB-PVD) in a non commercial evaporation system developed in our laboratory, where we have efficiently produced good Zirconia thin films up to 7.0 pm in thickness. Doped Zirconia pellets and single crystal fibers were investigated in a parallel study with the thin films and the luminescent and structural behavior of these materials have been analyzed. The pellets were produced by pressing and sintering the mixed oxides powders and it was used as evaporation source for thin film production in the electron beam gun, and intense luminescence was observed in these samples when excited by Laser. The single crystal fibers were obtained by Laser Heated Pedestal Growth (LKPG) method, using ceramic extruded rods that were fused by C02 Laser. As few information on Rare Earth Doped Zirconia thin films were reported, we have focused our attention on the structural characterization through electron microscopy and X-Ray diffraction as also luminescence.

Este trabalho experimental trata da caracterização de filmes sol-gel por elipsometria. A caracterização é um procedimento importante na determinação das propriedades físico-químicas de qualquer material como, por exemplo, filmes finos sol-gel. É possível produzir materiais de natureza diversa (vítreos, cerâmicos e cristalinos) pela técnica sol-gel. A elipsometria, por sua vez, é uma técnica recente na determinação do índice de refração complexo de um material. Os seus fundamentos teóricos tratam da natureza da luz polarizada e sua propagação através de um sistema ótico. No decorrer do trabalho, estes princípios possibilitarão descrever os sistemas óticos utilizados na parte experimental. Os filmes finos têm propriedades óticas e mecânicas que podem diferir bastante daquelas encontradas em certo volume do material. A análise das suas propriedades é feita através das medidas dos seguintes parâmetros: espessura, índice de refração e perfil de tensões. Um dos objetivos deste trabalho foi à observação da evolução das propriedades óticas e mecânicas durante o processo de densificação. Os filmes caracterizados são de sílica (SiO2), depositados sobre três tipos de substratos: vidro comum, sílica fundida, e silício. A caracterização deste material durante o processo de densificação térmica é dividida nas seguintes etapas: a) evolução estrutural através da medida da espessura, b) análise das porosidades pelo espectro do índice de refração, c) determinação das tensões. Como conseqüência, a montagem de um microelipsômetro que mede retardações óticas de filmes finos fez-se necessária e foi realizada durante este trabalho. A sua calibração é possível pela técnica de elipsometria nula. Assim sendo, pode-se especificar o equipamento, bem como aplicá-lo em diversas situações como: a) determinação do estado tênsil ou compreensivo de filmes de CeO2-TiO2; b) determinar tensões em filmes de sílica, c) análise de defeitos em filmes de um óxido misto de SnO2 In2O3(ITO). / This is an experimental work about the characterization of thin sol-gel films by ellipsometry. The characterization is an important procedure on determining the physical-chemical properties of many materials such as thin films produced by the sol-gel process. It is possible to produce several kinds of materials (vitreous, ceramic and crist.alline) by using the sol-gel process. The elipsometry, itself is a new technique for the determination of the complex refractive index of a material. Its theoretical principles concern about the nature of the polarized light, and its propagation through an optical system. These principles will be used to describe the optical systems of the experimental procedure along this work. The thin films have optical and mechanical properties that can strongly differ from those found for the material at bulk form. The analwses of these properties is carried out by the measurement of the following parameters: thickness, refractive index and stress profile. One of the goals of this work is to observe the evolution of the optical and mechanical properties during the densification process. The characterized films are of silica (SiO2) deposited on three kinds of substrate: ordinary glass, vitreous silica and single crystal silicon. The characterization of this material during the densification process is divided in t.he following steps: a ) structural evolution by thickness mesurement; b ) porosity study by refractive index spectrum; c) stress determination. As a consequence of this characterization, it was constructed, along the work, a microellipsometer which measures thin film retardation. Its calibration is possible by using the null ellipsometry technique. In this way, the equipment can be specified and applied to different situations such as: a) determination of the stress or compressive state for CeO2-TiO2; b ) stress measurements of silica films; c ) defect st.udy of ITO films SnO2 In2O3.

Neste trabalho estudamos deposição de partículas em redes unidimensionais, com uma abordagem estatística a partir de modelos como absorção sequencial aleatória (RSA) e cooperativa (CSA). O objetivo é a simulação de formação de monocamadas oligoméricas automontadas em substratos, que se justifica devido aos recentes avanços, por um lado, na área experimental, na formação de SAMs (self-assembled monolayers) e produção de nanoestruturas e, por um lado, na área teórica, no desenvolvimento de diversos modelos estocásticos para processos de adsorção sequencial. Introduzimos o modelo clássico de adsorção sequencial aleatória, a nomenclatura utilizada, e estudamos algumas de suas características. Analisamos a fração da rede que permanece vazia após ser atingida a saturação, para oligômeros formados por um número K de unidades. Em seguida, estudamos a cinética de um processo RSA, primeiro para o caso de monômeros, depois para dímeros, e então para oligômeros maiores. A estrutura da camada para o caso de dímeros é examinada a partir da distribuição de tamanhos de grãos (número de K-meros adjacentes), e da função de correlação. Os dados obtidos nas nossas simulações de Monte Carlo são comparados com resultados de modelos estocásticos existentes na literatura. A partir desse ponto, estudamos variações do processo de RSA simples. Adicionamos outro oligômero ao fluxo, chegando à adsorção sequencial de misturas. Estudamos a maneira como a fração de cada um dos oligômeros no fluxo de moléculas influi tanto na dinâmica do preenchimento da camada, como na taxa de saturação da rede. Em seguida analisamos a influência do oligômero adicional na estrutura da monocamada automontada obtida. Como antes, sempre que possível os dados obtidos são comparados com resultados da literatura. Introduzimos processos de relaxamento, chegando a adsorção-difusão, adsorção-evaporação e adsorção-difusão-evaporação, em todos os casos compilando modelos estocásticos disponíveis na literatura e, onde possível, comparando as previsões desses modelos com resultados de nossas simulações numéricas. Assim como no caso RSA simples, ao estudar esses processos derivados de RSA, analisamos tanto a cinética dos processos (incluindo o estado final do sistema), quanto as estruturas formadas (através da função de correlação e do tamanho de domínios), destacando as mudanças causadas quando se introduz processos de relaxamento durante a formação de uma SAM. Por fim, estudamos processos cooperativos, em que o destino dos oligômeros sendo depositados depende da vizinhança em que se encontram. Como é usual em modelos estatísticos de deposição sequencial, as interações são representadas por mudanças nas taxas de ocorrência de algum dos eventos, neste caso a difusão. Apresentamos dados inéditos, relativos ao modelo cooperativo de adsorção-difusão que simulamos numericamente, com o objetivo de demonstrar a influência que uma interação atrativa entre oligômeros pode ter na estrutura da monocamada depositada sobre o substrato. O objetivo é mostrar como a estrutura de um SAM pode fornecer indícios sobre as interações existentes entre oligômeros. / In this work we study particle deposition in one-dimensional lattices, through a statistical approach, using models such as random sequential adsorption (RSA) and cooperative sequential adsorption (CSA). The goal is to simulate the formation of oligomeric self-assembled monolayers (SAMs) on substrates, which are relevant right now important firstly because of recent advances in the experimental area, with manufacturing of nanostructures using SAMs, and secondly because of progresses in the theoretical field, with development of stochastic models of sequential adsorption process. We introduce the classical model of random sequential adsorption, the associated nomenclature, and some of its characteristics. We analyze the portion of the lattice that remains empty after reaching saturation, for oligomers formed with K units. Subsequently we study the kinetics of a RSA process, initially for the case of monomers, then for dimmers, and lastly for larger species. The structure of the monolayer is analysed in terms of grain or domain size (probability distribution p(n) for n contiguous ologomers), and correlation function, for dimmers. Data obtained in our Monte Carlo simulations are compared with existing results in literature. From this point on, we study variations of the simple RSA process. We add another oligomer to the flux, obtained RSA of mixtures. We examine how the flux of each of the oligomers affects the filling of the monolayer: not only the final coverage saturation, but the kinetics of the process. We further analyze the influence of the additional oligomer in the structure of the monolayer obtained. Also here we compare our results with models from the literature. We add relaxation to the adsorption processes, achieving adsorption-diffusion (RSAD), adsorption-desorption, and adsorption-diffusion-desorption, always compiling stochastic models available in the literature, and comparing our results where analytical models are available. As done previously with RSA, when studying these more complex processes, we analyze the kinetics (including the final coverage) as much as th resulting structure (correlation function and domain size distribution), highlighting changes caused by these relaxation processes. In the final chapter we study cooperative process, in which the destiny of oligomers being adsorbed depends on their neighborhood. As usual in statistical models of sequential adsorption, the interactions are represented by changes of rates of some event (in this case, diffusion). We present new data, concerning the cooperative adsorption-diffusion model we simulated, aiming to demonstrate the influence an attractive interaction between oligomers may have in the structure of the monolayer formed on the substrate. The objective is illustrate how a SAM structure may give clues about the existence of interactions between oligomers.

A tecnologia de impressão para incorporação do princípio ativo tem se mostrado promissora para o desenvolvimento de filmes para liberação oral. Estudos mostram que esta técnica foi eficiente na incorporação de fármacos sintéticos, entretanto pode ser interessante avaliar a possibilidade do uso desta técnica para incorporação de extratos naturais, devido as diversas atividades farmacológicas que eles podem apresentar. Dentre as fontes naturais, a romã (Punica granatum L.) tem se destacado pelo seu potencial antioxidante, anti-inflamatório e antimicrobiano. Este trabalho teve como objetivo avaliar as diferentes partes da Punica granatum L. como fonte de compostos ativos e analisar a possibilidade do uso da técnica de impressão para incorporação destes compostos em substratos para liberação oral. A extração dos compostos ativos foi avaliada para as diferentes partes da romã (casca, folha, mesocarpo e semente) em relação ao rendimento de sólidos solúveis totais, concentração de compostos fenólicos e flavonoides. O melhor extrato foi concentrado em rotaevaporador e avaliado em relação aos parâmetros importantes para uma solução de impressão (tensão superficial e viscosidade). Para utilização como substrato foram avaliados filmes à base de carboximetilcelulose (CMC), hidroxipropilmetilcelulose (HPMC) e blenda (CMC:HPMC - 1:1) produzidos pela técnica de tape-casting e papel comestível comercial. O extrato foi impresso utilizando uma impressora jato de tinta (L375, EPSON). Os substratos foram impressos com diferentes números de camada (1 à 4 camadas de impressão) e caracterizados em relação ao conteúdo de água, cor, pH de superfície, microscopia eletrônica de varredura e de força atômica, tempo de desintegração, concentração de compostos fenólicos, liberação in vitro, cinética de liberação, espectroscopia de infravermelho, difração de raio-X e estabilidade dos compostos fenólicos. A melhor extração foi obtida do mesocarpo, utilizando-se a temperatura de 70 ºC, tempo de 30 min e solução hidroalcoólica com 70% de álcool. Observou-se que os extratos obtidos do mesorcarpo (sem e com concentração) apresentaram intervalos de valores de tensão superficial e viscosidade dentro dos valores observados na literatura para impressora, entretato o extrato obtido do mesocarpo com remoção de 40% de solvente apresentou maior concentração de compostos fenólicos e por isso foi utilizado como solução de impressão. Analisando os substratos, observou-se que os filmes obtidos por tape-casting apresentaram maior tensão na ruptura, elongação e módulo elástico que o papel comestível comercial. Adicionalmente, os extratos apresentaram boa afinidade com os substratos testados. Os filmes à base de HPMC e blenda de CMC:HPMC não foram utilizados para impressão por curvarem rapidamente após serem retirados da placa, visto que essa deformação impediu que passassem pela cabeça de impressão sem serem danificados. Em relação aos filmes impressos, observou-se que o aumento do número de camadas aumentou a concentração de compostos fenólicos, possibilitando a produção sob demanda, de acordo com a necessidade individual. Não houve variação do pH de superfície e o tempo de desintegração do papel comestível comercial foi superior aos filmes à base de carboximetilcelulose. A liberação dos compostos foi influenciada pelo substrato utilizado e o lado de exposição (lado sem impressão e lado impresso). Os compostos fenólicos foram estáveis nos filmes no intervalo de 196 dias. Desta forma, pode-se concluir que a técnica de impressão pode ser utilizada para incorporação dos compostos fenólicos extraídos do mesocarpo da romã. / Printing technology for incorporation of the active compounds has shown promise for the development of oral release films. Studies show that this technique was efficient in the incorporation of synthetic drugs, however it may be interesting to evaluate the possibility of using this technique to incorporate natural extracts, due to the various pharmacological activities that they can present. Among the natural sources, pomegranate (Punica granatum L.) has been highlighted by its antioxidant, anti-inflammatory and antimicrobial potential. This work aimed to evaluate the different parts of Punica granatum L. as a source of active compounds and to analyze the possibility of using the printing technique to incorporate these compounds into substrates for oral release. The extraction of the active compounds was evaluated for different parts of the pomegranate (bark, leaf, mesocarp and seed) in relation to the yield of total soluble solids, concentration of phenolic compounds and flavonoids. The best extract was concentrated in a rotavaporator and evaluated in relation to the parameters important for a printing solution (surface tension and viscosity). Films based on carboxymethylcellulose (CMC), hydroxypropylmethylcellulose (HPMC) and blend (CMC: HPMC - 1: 1) produced by the tape-casting technique and commercial edible paper were evaluated for use as substrate. The extract was printed using a piezoelectric inkjet printer (L375, EPSON). The substrates were printed with different numbers of layers (1 to 4 printing layers) and characterized in relation to water content, color, surface pH, scanning and atomic force electron microscopy, disintegration time, phenolic compound concentration, release in vitro, release kinetics, infrared spectroscopy, X-ray diffraction and stability of phenolic compounds. The best extract was obtaind from the mesocarp, using the extraction temperature of 70ºC, time of 30 min and hydroalcoholic solution with 70% ethyl alcohol. It was observed that the extracts obtained from the mesorcarp (without concentration and with different percentages of concentration) presented ranges of values of surface tension and viscosity within the values observed in the literature for printer, and the extract with removal of 40 % of solvent present hither concentration of phenolic compounds and therefore was used as print solution. By analyzing the substrates, it was observed that the films obtained by tape-casting had a higher tension in the rupture, elongation and elastic modulus than commercial edible paper. In addition, the extracts showed good affinity with the substrates tested. HPMC-based films and blends (HPMC:CMC) were not used for printing by bending rapidly after being removed from the plate as this deformation prevented them from passing through the print head without being damaged. In relation to the printed films, it was observed that the increase in the number of layers also increased the concentration of phenolic compounds, allowing the production on demand, according to the individual needs. There was no variation of the surface pH and the disintegration time of the commercial edible paper was higher than the carboxymethylcellulose based films. The release of the compounds was influenced by the substrate used and the exposure side (unprinted side and printed side). The phenolic compounds were stable in the films within the 196 day. In this way, it can be concluded that the printing technique can be used to incorporate the phenolic compounds extracted from the mesocarp of the pomegranate.

Neste trabalho determinamos o módulo elástico de filmes finos metálicos nanoestruturados. Os metais estudados, platina, ouro e paládio foram depositados utilizando a técnica de Metal Plasma Immersion Ion Implantation and Deposition. Um novo método foi utilizado para as medidas de módulo elástico, no qual cantiléveres de microscopia de força atômica são uniformemente recobertos com os filmes finos metálicos. Medidas das frequências de ressonância dos cantiléveres foram realizadas antes e depois dos recobrimentos com os filmes. Usando a teoria de vibração de barras, determinamos os valores dos módulos elásticos desses filmes. Obtivemos valores que estão entre 7 e 12% menores do que os respectivos módulos elásticos dos metais na forma de bulk. Um modelo simples em conta o caráter nanoestruturado dos materiais. Caracterizações complementares foram realizadas como : microscopia de tunelamento, difração de raios X e RBS (Rutherfor Backscattering Spectrometry). / In this work we have determined the elastic moduli of nanostructured metallic thin films. The analyzed metals, platinum, gold and palladium, have been deposited using the technique Metal Plasma Immersion Ion Implantation and Deposition. A new method was adopted to determine the elastic moduli, where cantilevers of atomic force microscopy were uniformly coated with thin films. The resonance frequencies of the cantilevers have been measured before and after the films coating. The elastic moduli were finally obtained using the vibration beam theory. The determined elastic constants are smaller than the respective bulk moduli: about 12% for Pt and Au and about 7% for Pd. A simple model is proposed to explain the softening of the elastic moduli taking into account the nanostructured character of the films. Additional characterizations have been done like: scanning tunneling microscopy, X-ray diffraction and RBS (Rutherford Backscattering Spectrometry).

Dentre os diversos processos de formação de mineral em organismos vivos, a formação do tecido ósseo é um exemplo particular, uma vez que fosfatos de cálcio, na forma de hidroxiapatita, são produzidos em meio a fibrilas de colágeno na matriz extracelular de células osteogênicas; processo este regulado por um complexo enzimático. A fosfatase alcalina tecido não-específico (TNAP) desempenha um papel fundamental na histogênese óssea, responsável principalmente pela produção de fosfato inorgânico necessário para a formação dos minerais. Diversas abordagens experimentais permitem a reconstituição desta enzima em sistemas miméticos de membrana celular, dentre os quais, os filmes Langmuir-Blodgett (LB), que possibilitam a formação de materiais com propriedades osteoindutoras. No presente estudo, foi investigada a imobilização desta enzima em filmes LB sobre suportes de Ti. O ácido dimiristoil fosfatídico foi o fosfolipídeo utilizado na confecção dos filmes LB, obtendo um regime de deposição linear de massa em função do número de camadas depositadas em subfases de CaCl2. A TNAP foi imobilizada nos filmes através de duas metodologias: a partir da adsorção física da enzima aos filmes LB pré-transferidos a um suporte sólido, ou ainda por meio da construção do filme a partir de uma monocamada mista de DMPA/Ca2+/TNAP. Em ambas as metodologias adotadas, foi obtida uma diminuição drástica da atividade fosfohidrolítica da forma imobilizada da enzima, em relação à sua atividade obtida em meio homogêneo. Ao expor suportes de Ti modificados com os filmes LB em uma solução contendo íons Ca2+ e ATP como fonte de fosfato inorgânico, foi observada a formação de uma maior quantidade de mineral para as amostras contendo a TNAP imobilizada; atribuída a uma maior supersaturação local de íons fosfato devido a maior hidrólise de ATP na presença da enzima, demonstrando a capacidade desta em conferir à superfície modificada uma maior capacidade na indução de formação de mineral. Após este ensaio de mineralização in vitro, foi obtida uma maior hidrofilicidade das superfícies recobertas com os filmes LB na presença da TNAP, tornando estas superfícies modificadas mais bioativas. A presença dos filmes LB mistos de lipídeo/TNAP nas superfícies permitiram a adesão, proliferação e recobrimento homogêneo de células osteogênicas, que posteriormente promoveram o extravasamento de fibrilas proteicas e a formação de nódulos de mineralização. Estes resultados são importantes na confecção de materiais que acelerem o processo de osteoindução. / Among all the processes of mineral formation in living organisms, the osseous tissue formation is a particular example, since that calcium phosphates as hydroxyapatite are produced among collagen fibrils at the extracellular matrix of osteogenic cells, being this process regulated by an enzymatic complex. The tissue nonspecific alkaline phosphatase (TNAP) plays a central role on the osseous histogenesis, responsible mainly for the inorganic phosphate production necessary for mineral formation. Various experimental approaches allows this enzyme reconstitution in cellular membrane mimetic systems, among which, the Langmuir-Blodgett films (LB), that allows the formation of materials with osteoinductive properties. With that in mind, the immobilization of that enzyme in titanium supports modified with LB films was investigated. The dimyristoyl phosphatidic acid was the phospholipid used in the LB film construction, obtaining a linear deposition-layer numbers relation in CaCl2 subphases. The TNAP was immobilized at the films through two main methodologies: from the physical adsorption of the enzyme to the LB film pre-constructed on a solid support, or through the film construction from the mixed DMPA/Ca2+/TNAP monolayer. At both the adopted methodologies, it was obtained a diminishment at the phosphohidrolytic activity of the immobilized enzyme, comparing to its activity at homogeneous media. Exposing the Ti supports with the LB films in a solution containing Ca2+ ions and ATP as a phosphate source, it was observed a higeher mineral formation to the samples containing the immobilized TNAP, possibly due to a higher phosphate ions supersaturation from the higher ATP hydrolysis at the presence of the enzyme, demonstrating the capacity of the TNAP in promoting a higher mineral formation induction to the modified surface. After this in vitro mineralization assay, it was obtained surfaces more hydrophilic at presence of the LB films containing TNAP, making those modified surfaces more bioactive. The mixed LB films presence at the surfaces allowed the adhesion, proliferation and homogeneous covering of osteogenic cells, that posteriorly promoted the production of proteic fibrils and mineralization nodules. Those results are important in order to construct materials more osteointegrative.

Os metais nobres são admirados desde as culturas mais antigas por sua capacidade de refletir a luz. Com os desenvolvimentos na área da nanotecnologia se pode entender um pouco mais sobre a interação entre a luz e estes metais. Devido a esta interação foi criada a Plasmônica e a partir dela começaram os estudos acerca dos plasmons de superfície (SP). Estes estudos vêm gerando inúmeros desenvolvimentos nas pesquisas de gravação magneto-ótica, microscopia, detectores moleculares biológicos entre outras. Como os SPs são ondas evanescentes, eles precisam ser observados em campo próximo. Com o intuito de observar e compreender a propagação destes SPs foi utilizado um microscópio ótico de varredura em campo próximo (SNOM). Para isto, o SNOM foi adaptado para operar em modo de transmissão. A sonda do SNOM serviu de coletora de luz para que a partir de imagens óticas em amostras de Ag e Au pudéssemos caracterizar a propagação destes SPs na superfície do material e também a sua dependência com a distância de detecção. Os resultados mostraram que a propagação do SP é maior que 70m e a intensidade do SP na superfície do metal depende fortemente da rugosidade da amostra e de possíveis defeitos. Foi possível ainda estimar a que distância a partir da superfície da amostra, em que o SP decai para 1/e. Este resultado está de acordo com o esperado teoricamente, que prevê para a distância de propagação do SP, o valor de 420nm. Através do SP ainda foi possível analisar defeitos existentes na amostra. E pelas imagens topográficas do SNOM também foi possível observar os grãos de Ag e Au da amostra. Em posse destes resultados pudemos concluir que o SNOM é uma ótima ferramenta para a análise dos plasmons de superfície. / The noble metals are largely admired since ancient cultures because of its capability to reflect light. With the development of nanotechnology it is possible now to understand the interaction between these metals and light. Due to this strong interaction, the Plasmonic area was created and the studies on Surface Plasmons(SP) started. These studies are responsible for important new developments in magneto-optical recording, new optical microscopy apparatus, molecular biological sensors, among others. As SPs are evanescent waves, they need to be observed in near-field optics. For the observation and study of the propagation of these SPs a scanning near-field optical microscope (SNOM) was used. The SNOMs probe was used in collection mode so that we could characterize the propagation of SPs in the material surface and the dependence with the distance of detection in air, for thin films of Ag and Au. The results showed that the propagation of the SP inside the metallic film is beyon 70m. And the SPs intensity in the metal surface is strongly dependent on the roughness of the sample. It was also possible to estimate the distance from the samples surface the SP decay to 1/e. Our measurements agree to the theoretical calculation of 420nm for this distance. The SP made it possible to analyze existing defects on the sample. Furthermore, with the SNOM topographical images it was also possible to observe the grains of the policrystalline Ag and Au samples. From these results we could conclude that the SNOM is a very useful tool for the analysis of surface plasmons in thin films.

O estudo de interfaces carregadas é de extrema importância para compreensão de fenômenos não só na área de polímeros e colóides, mas também em biologia molecular. Apesar das extensas pesquisas nessa área ainda há muito a ser estudado, visto que detalhes da interação íon-íon ainda não foram satisfatoriamente esclarecidos. Esse trabalho insere-se neste contexto abordando o efeito da inversão de carga em filmes de Langmuir de DMPA (ácido dimiristoilfosfatídico - um fosfolipídio aniônico) formados sobre uma solução aquosa de LaCl3. Já foram observados efeitos similares com DMPA espalhado em soluções de BaCl2 e CsI, entretanto, a inversão de carga para monocamadas de DMPA espalhadas em subfase contendo LaCl3 foi recentemente observada com uma concentração de cloreto de lantânio quatro ordens de grandezas menor que o previsto por teorias de correlação íoníon. Com o objetivo de confirmar a ocorrência do fenômeno de inversão de carga e obter informações estruturais adicionais, foram realizados experimentos de tensão superficial, potencial de superfície, de espectroscopia SFG (sum-frequency generation) e microscopia a ângulo de Brewster, além de cálculos teóricos da ionização da monocamada. Verificou-se que o acréscimo de íons trivalentes na subfase leva a formação de domínios nos filmes, despertando o interesse na obtenção de imagens SFG da superfície dos mesmos. Por isso, além do estudo realizado com os filmes de Langmuir de DMPA formados sobre subfases aquosas de LaCl3, também foi desenvolvido o projeto de um microscópio SFG. / The study of charged interfaces is important for understanding several phenomena in polymer and colloid science, as well as in molecular biology. Even though this topic has benn extensively investigated, there are many open issues, such as details of ion-ion interactions. In this context, this work investigates charge inversion in Langmuir films of DMPA (dimyristoilphosphatidic acid - an anionic phospholipid) spread on aqueous solutions of LaCl3. Similar effects have been previously observed for DMPA films on subphases containing BaCl2 and CsI, but charge inversion for DMPA monolayers spread on LaCl3 solutions has been recently reported for Lanthanum Chloride concentrations that are four orders of magnitude lower than predicted by ion-ion correlation theories. We have performed surface tension, surface potential, sum-frequency generation (SFG) spectroscopy and Brewster angle microscopy experiments, as well as calculations of monolayer ionization, with the goal of confirming charge inversion and providing additional structural information for this system. It was observed that the addition of trivalent ions in the subphase induced the formation of domains in the DMPA monolayers, sparking our interest in obtaining images by SFG microscopy of these films. Therefore, besides the study of DMPA Langmuir films on subphases containing LaCl3, we have also designed an SFG microscope.

Amostras nanoestrutradas do sistema \'SR\'TI IND.1-x\'NB IND.x\'O IND.3\' na forma de pó contendo até 10 mol % de nióbio foram preparadas através do método dos precursores poliméricos. As propriedades térmicas, estruturais e óticas destas amostras foram caracterizadas através de diferentes técnicas. Os resultados mostram que no limite de concentração de nióbio que foi incorporado a rede da matriz \'SR\'TI\'O IND.3\', ocorreu a formação da solução sólida \'SR\'TI IND.1-x\'NB IND.x\'O IND.3\' e que o aumento da quantidade de nióbio leva a uma maior aglomeração das partículas bem como a um aumento na temperatura de cristalização das amostras. Em bom acordo com dados da literatura, uma intensidade fotoluminescente significativa foi somente observada em amostras amorfas ou parcialmente cristalinas. Amostras na forma de filmes finos foram obtidas através da técnica de evaporação por feixe de elétrons. Os dados de difração de raios-X (DRX) mostram que em certas composições, além da fase \'SR\'TI\'O IND.3\', observou-se a presença da fase \'SR\'CO IND.3\'. Através das técnicas de DRX e Microscopia de força atômica (AFM) foi possível observar que, como no caso das amostras na forma de pó, o aumento da concentração de nióbio inibe o processo de cristalização da amostra. Medidas da resistência elétrica mostraram que todas as amostras, independente da concentração de nióbio, apresentam valores elevador de resistência, da ordem de \'10 POT.15\' \'ômega\' . Este valor, muito acima do esperado e do observado na literatura, inviabilizou a medidas de sensibilidade dos filmes a diferentes tipos de gases. / Nanostructured \'SR\'TI IND.1-x\'NB IND.x\'O IND.3\' samples in a powder form containing up to 10 mol% of niobium have been prepared by the polymeric precursor method. The thermal, structural and optical properties of these samples were characterized by different techniques. The results show that in the limit of concentration of niobium added to the samples, the dopant was incorporated into the \'SR\'TI\'O IND.3\' matrix lattice forming a \'SR\'TI IND.1-x\'NB IND.x\'O IND.3\' solid solution. The increasing on the amount of niobium leads to an increased agglomeration of the particles as well as an increase in the crystallization temperature of the samples. In good agreement with the literature data, a significant photoluminescence intensity was only observed in amorphous or partially crystalline samples. Samples in the form of thin films were obtained using the electron beam evaporation technique. X-ray diffraction (XRD) show that in certain compositions, beyond the \'SR\'TI\'O IND.3\' phase, it was also observed the presence of phase \'SR\'CO IND.3\' phase. Through the XRD and Atomic Force Microscope (AFM) results, it has been observed that, as in the case of the samples in powder form, the concentration of niobium inhibits the crystallization process of the sample. Electrical resistance measurements showed that all samples, independent of the concentration of niobium, present higher values of resistance of the order of \'10 POT.15\' \'ômega\' . This value is much higher than expected and reported in the literature and does not allowed to measure the sensibility of thin films to different species of gases.

Neste trabalho foram estudados os fenômenos fotoinduzidos apresentados pelos filmes oxisulfetos de composição: 90% GeS2 + 10% Ga2 O3. Os filmes foram depositados em substrato de borosilicato pela técnica de evaporação por feixe de elétrons. A partir dos espectros de transmissão, a energia do bandgap, o índice de refração e a espessura foram determinados por diferentes métodos de análise. Para determinar as condições que otimizamos o efeito da fotoexpansão, as amostras foram expostas à radiação UV com energia acima do bandgap (3,5 eV), variando a densidade de potência (7,1 - 47,2 mW/mm2), tempo de exposição (30 180 min) e a espessura do filme (0,37 4,80 m). As áreas expostas foram analisadas usando um perfilômetro e valores de fotoexpansões variando de 0,03 a 0,16 m foram obtidos, cujo valor máximo foi encontrado para um filme com 1,80 m de espessura após iluminação com 24,3 mW/mm2 durante duas horas. Medidas da borda de absorção óptica revelaram um deslocamento para menores comprimentos de onda após a iluminação. O efeito de fotoclareamento foi acompanhado por uma diminuição do índice de refração, medido pela técnica de acoplamento de prisma. Os resultados revelaram a influência do oxigênio incorporado na matriz vítrea quando comparado ao Ga10Ge25S65. Consideramos que as mudanças fotoinduzidas são causadas por mudanças estruturais, como pôde ser verificado por medidas de espalhamento Raman nas configurações HH e HV. A dependência dos espectros Raman com a polarização da luz, observada em filmes iluminados e não-iluminados, é uma evidência direta para a ocorrência de importantes mudanças estruturais causadas por irradiação óptica, principalmente nas ligações Ge-S. As composições químicas foram determinadas por EDX e indicaram um aumento de oxigênio na superfície iluminada que pode estar associado ao aumento das ligações Ga-O-Ga. Como aplicação destes fenômenos fotoinduzidos, a fotoexpansão foi usada para a produção de redes de difração. As medidas de eficiência de difração e as imagens de microscopia de força atômica demonstraram que a fotoexpansão cria uma rede de relevo na superfície do vidro. / Photoexpansion and photobleaching effects were observed in 90% GeS2 + 10% Ga2O3 films. The films were deposited onto borosilicate substrates by electron beam evaporation technique. From transmission spectra, their bandgap energy, refractive index and thickness were determined by different analysis methods. To evaluate the photoinduced effects and find the optimal conditions to get the largest photoexpansion, the samples were exposed above bandgap light (~ 351 nm), varying power density (7.1- 47.2 mW/mm2), exposure time (30 120 min) and film thickness (0.37 4.80 m). The exposed areas were analyzed using profilemeter and photoexpansions from 0.03 to 0.16 m were obtained, whose maximum value was found for a 1.80 m thick film after 24.3 mW/mm2 illumination during 120 min. Fractional expansion (_V/V) from 8% to 30% was obtained and optical absorption edge measurements revealed a blue shift after illumination. This photobleaching was accompanied by a decrease in refractive index, as measured with the prism-coupling technique. The results reveal the influence of incorporated oxygen in the glass matrix when compared with Ga10Ge25S65 [1]. The chemical compositions were measured using an energy dispersive analyzer (EDX) and no significant difference could be observed between the compositions of illuminated and nonilluminated samples. So, we supposed that the photoinduced changes are caused by photostructural changes as well observed with Raman-scattering measurements in HH and HV configurations. The dependence of Raman spectra with the polarization of the light, observed in illuminated and non-illuminated films, is a direct evidence for the occurrence of important structural changes in local bonding configuration caused by optical irradiation. As application of the induced phenomenon, photoexpansion effect has been used to produce diffraction gratings. Atomic microscopy images and diffraction efficiency data indicate that photoexpansion leads to relief gating on the glass surface.