O presente trabalho apresenta a produção e a investigação das propriedades ópticas de guias de onda vítreos baseados no sistema PbO-GeO2, codopados com íons de érbio de itérbio e contendo nanopartículas metálicas de ouro e prata, para aplicações como dispositivos fotônicos na terceira janela de telecomunicações (1530 nm). Os guias de onda foram obtidos por meio de processos convencionais utilizados em microeletrônica usando a técnica RF Magnetron Sputtering para deposição do material sobre uma estrutura do tipo PEDESTAL. Os primeiros guias produzidos apresentaram irregularidades laterais próximas ao núcleo que contribuíram para o aumento das perdas. Mudanças no processo de fabricação como a diminuição da espessura da máscara de cromo usada para a corrosão do SiO2, etapa adicional para a corrosão e a diminuição da espessura do guia de onda proporcionaram redução das perdas por propagação e aumento do ganho óptico em ~50% estimado em 6,0 dB/cm, em 1530 nm, para um guia de onda de 80 µm de largura. Entretanto, as dificuldades para medir guias com menores larguras levaram-nos a produzir guia de onda PEDESTAL utilizando SiO2 como máscara de corrosão do silício que permitiram redução significativa das irregularidades lateral; neste caso foi possível medir a perda e o ganho em guias com largura de até 1 µm. Acrescenta-se que guias de 6 µm tiveram aumento do ganho em 50% na presença de nanopartículas de ouro, atingindo 7,5 dB/cm para potência de bombeamento de 60 mW, portanto inferior à utilizada para o caso do guia sem nanopartículas de ouro, cuja saturação do ganho ocorreu em 100 mW. Guias com nanopartículas de prata foram também produzidos, obtendo-se ganho máximo de 4,0 dB/cm para um guia de 80 µm. Os resultados obtidos nos guias de onda PbO-GeO2 codopados com Er3+ e Yb3+ são promissores e mostram possibilidade de aplicação dos guias de onda como amplificadores ópticos na terceira janela de telecomunicações. / This work presents the production and investigation of optical properties of erbium and ytterbium ions codoped PbO-GeO2 waveguides, containing metallic nanoparticles (NPs), for applications as photonic devices in the third window Telecommunications (1530 nm). The waveguides were obtained by microelectronics conventional processes and by RF Magnetron Sputtering technique using a pedestal type structure. The first pedestal waveguides presented irregulaties, in the lateral region, that contributed to the propagations losses enhancement. Changes in the fabrication process, as the decrease of the chromium used for SiO2 corrosion, additional step for the etching and decrease of the waveguide thickness provided reduction of the propagation losses and enhancement of the optical gain of about 50%; so we obtained 6.0 dB/ cm, at 1530 nm, for 80 µm waveguide width. The difficulty to measure waveguides with smaller width lead us to develop PEDESTAL waveguides using SiO2 as silicon mask for corrosion enabled the decrease of the roughness nearby the core. In this case it was possible to measure propagation losses and gain for waveguides width of 1 µm. It was obtained enhancement of 50 % for the waveguides with 6 µm width in the presence of gold NPs and the result was 7.5 dB/cm at 60 mW pumping power; for the case of the waveguide without gold NPs gain saturation occurred at 100 mW. Waveguides with silver NPs were also produced and the maximum gain was of 4.0 dB/cm for 80 µm. These results show the possibility of using Er3+and Yb3+ codoped PbO-GeO2 pedestal type waveguides as optical amplifiers in the third telecommunications window.

BBO. Os filmes finos ou espessos foram preparados através do método dos precursores poliméricos (Método Pechini) e através da técnica por evaporação por feixe de elétrons. Nas amostras preparadas através do método dos precursores poliméricos, a razão entre os compostos BaO e \'B IND.2\'\'O IND.3\' teve um papel fundamental no processo de estabilização fase BBO. Esta estabilização só foi possível quando a amostra foi preparada com óxido de boro em excesso, numa razão 70% \'B IND.2\'\'O IND.3\' e 30% BaO (% peso), muito distante da composição estequiométrica 32% \'B IND.2\'\'O IND.3\' - 68% BaO. A análise química desta amostra mostrou que a perda do elemento boro está ocorrendo durante a síntese das amostras. Devido à baixa viscosidade da solução estabilizada, foram obtidos filmes extremamente finos o que dificultou a análise por difração de raios-X. A análise por microscopia de força atômica destes filmes mostrou uma distribuição irregular de tamanhos e formas de grãos. A modificação do método Pechini pela adição de adição de poliidróxidos em substituição ao etilenoglicol mostrou ser eficiente na estabilização da fase BBO. A partir da substituição parcial ou total do etilenoglicol pelo sorbitol foi possível obter uma solução límpida, transparente e estável. Testes iniciais na deposição de filmes finos utilizando estas soluções mostraram que é possível obter filmes espessos (160 nm) por \"spin-coating\" após a deposição de apenas uma camada. No que tange aos filmes obtidos por evaporação de elétrons, diferentes fontes de evaporação foram utilizadas a fim de obter filmes da fase BBO. Os resultados de difração de raios-X mostraram que a fase obtida depende do material utilizado como fonte de evaporação, do tipo de substrato e da temperatura de tratamento térmico. O aquecimento do substrato \"in-situ\" promoveu uma cristalização parcial da amostra. A observação da formação da fase BBO só foi possível após um aquecimento \"ex-situ\" do filme. Comparando com a técnica dos precursores poliméricos, a técnica de evaporação por feixe de elétrons permitiu a obtenção de filmes mais espessos, cuja espessura variou entre 0.4 e 1.7m. A análise por microscopia de força atômica destes filmes mostrou em alguns casos a formação uma superfície uniforme e de baixa rugosidade / The main objective of this work was to prepare and characterize \'BETA\'-Ba\'B IND.2\'\'O IND.4\' (BBO) thin films. Thin and thick films were prepared using two different techniques, the polymeric precursor method (Pechini method) and the electron beam evaporation technique. In the samples obtained by the polymeric method, the BaO/\'B IND.2\'\'O IND.3\' ratio played an important role in the stabilization of the BBO phase. Stabilization, in this case, was only attained when the sample was prepared using a very high percentage of boron, i.e., a ratio of 70%\'B IND.2\'\'O IND.3\' and 30%BaO (weight percent). This composition is far from the stoichiometric one normally used to prepare the Ba\'B IND.2\'\'O IND.4\' compound. A chemical analysis of this sample revealed that there was a loss of boron during synthesis by evaporation. Due to the low viscosity of this solution, the films obtained by dip coating were very thin, making X-ray and microstructural analyses very difficult. The Pechini method was modified by replacing ethylene glycol with sorbitol, which stabilized the BBO phase in a stoichiometric composition. The solution obtained from this sample was transparent and stable, and thin films obtained from this solution presented a thickness of approximately 160 nm after only one deposition. For the films obtained by electron beam evaporation, different evaporation sources were used to produce the BBO phase. Heating the substrate in-situ was inefficient to obtain crystalline thin films, even when heated at 700°C. X-ray diffraction measurements showed that it was possible to produce the BBO phase when the sample was heated ex-situ at 650°C. The surface roughness and microstructure of the thin films was found to depend on the source of evaporation, the type of substrate and the ex-situ temperature to which the film was subjected. A comparison of the films obtained by the polymeric precursor method and those obtained by electron beam evaporation revealed that using the latter the films thickness can be varied from 0.4 to 1.7m

Este trabalho reporta o estudo e desenvolvimento do processo de deposição química a vapor enriquecida por plasma de alta densidade de filmes finos de óxido de silício obtidos em ultra baixa temperatura, inferior a 100°C, tendo como fonte de silício o vapor de TEOS. O principal objetivo deste trabalho é, além da obtenção de filmes de óxido de silício com propriedades elétricas adequadas para utilização em TFTs, compreender os fenômenos que regem o processo de deposição química sob um plasma de alta densidade a partir da caracterização estrutural e elétrica de filmes depositados sob diferentes condições de processo, de modo a poder-se controlar as propriedades dos materiais obtidos. As técnicas de análise empregadas para a caracterização das amostras foram: elipsometria, FTIRS, RBS, curvas de taxa de deposição e corrosão, curvas capacitância versus tensão de alta freqüência, curvas corrente elétrica versus tensão. Os principais resultados obtidos através da caracterização elétrica de capacitores MOS com área 9 x 10-4 cm-2, construídos a partir dos filmes de SiOx depositados, são: VFB = -3,94 V; eOX = 3,92; QSS/q = 6,08×1011 cm-2; EBD = 9,44 MV/cm e JLK = 2,50×10-7 A/cm-2 @ 4 MV/cm. / This work reports on the results obtained from high-density plasma enhanced chemical vapor deposited silicon oxide films at ultra low temperature, i.e. 30°C, using TEOS vapor as the silicon source oxidized with assistance of argon. The objectives of this work are: first, understand the phenomena that conducts the chemical vapor deposition in high density regime in order to control the deposited silicon oxide films properties, and also obtain silicon oxide films with adequate properties, from structural and electric characterization of films deposited under different process conditions, in order to control the properties of the deposited materials, for use in TFT\'s technology. Different analysis techniques were applied to characterize the deposited layers: ellipsometry, FTIRS, RBS, deposition and etch rate curves, capacitance versus voltage in high-frequency curves and electric current versus voltage curves. Obtained results were presented and subdivided in accordance with TEOS flow used in the deposition process: 0,5 sccm (for temperatures of 30, 150 and 250°C), 1 and 4 sccm. Characterization results were obtained by the different techniques employed suggests the adequate control of the silicon oxide films characteristics according HD-PECVD/TEOS process parameters which are: stoichiometry, density, Si-H and Si-OH bonds content, position of Si-O peak and absence of organic contamination. The main results obtained from the electric characterization MOS capacitors with area 9 x 10-4 cm-2, implemented with deposited SiOx films, are: VFB = -3,94 V; eOX = 3,92; QSS/q = 6,08×1011 cm-2; EBD = 9,44 MV/cm and JLK = 2,50×10-7 A/cm-2 @ 4 MV/cm.

Nenhuma / O estudo das correlações entre as propriedades estruturais e magnéticas de filmes finos e ultrafinos é hoje assunto de grande interesse tanto científico como tecnológico, sendo que, dada a disponibilidade de materiais e a importância das aplicações atuais e potenciais, filmes magnéticos compostos por metais e ligas de metais de transição 3d estão entre os materiais mais investigados. O Co é um metal de transição 3d, ferromagnético, e que, em volume, apresenta estrutura hexagonal compacta (hc). Entretanto, tanto esta fase como as fases cúbica de face centrada (cfc) e cúbica de corpo centrado (ccc) podem ser estabilizadas à temperatura ambiente na forma de filmes ultrafinos, ou ainda em forma de estruturas multicamadas, e as propriedades magnéticas dos mesmos apresentam uma complexa correlação com a estrutura cristalina. Existe um grande numero de trabalhos a respeito de Co crescido sobre superfícies de Cu (cfc, parâmetro de rede a = 3,615 Å) e outros monocristais, mas nada há na literatura sobre monocamadas de Co depositadas sobre Cu90Au10, uma liga cfc com parâmetro de rede (3,66 Å) expandido de 1,0% em relação ao Cu. Investigamos aqui o crescimento, em condições de epitaxia de feixe molecular (MBE), e a estrutura de filmes de Co depositados a temperatura ambiente, com espessuras entre uma e cinco monocamadas atômicas (ML) depositadas sobre a superfície (100) da liga Cu90Au10. A composição química e a pureza da superfície do monocristal e dos filmes foram determinadas por espectroscopia de elétrons excitados por raios X (XPS). A cristalinidade da superfície do substrato, bem como a forma de crescimento e a estrutura dos filmes foram determinados por difração de elétrons de baixa e alta energia, LEED e RHEED. A morfologia da superfície do cristal de Cu90Au10(100) e das primeiras monocamadas do filme de cobalto foram determinadas através de medidas de microscopia de varredura por tunelamento (STM). Medidas de magnetometria por efeito Kerr magneto- óptico foram utilizadas para se estabelecer, em caráter preliminar, uma correlação entre a estrutura e o magnetismo dos filmes de Co sobre Cu90Au10(100) Nossos resultados indicam o crescimento de Co com estrutura tetragonal de face centrada (tfc), e uma evolução, com o aumento da espessura de cobalto, de formação de ilhas para crescimento camada a camada. Além disso, nota-se para os filmes de Co uma rápida contração do parâmetro de rede no plano, atingindo aproximadamente 2,5% para ~ 4,0 ML, quando comparado ao substrato de Cu90Au10 (100). Medidas de magnetometria por Efeito Kerr Magneto-ótico indicam magnetização no plano do filme. Este trabalho eminentemente experimental representou um amplo aprendizado no uso e exploração das potencialidades de técnicas múltiplas (LEED, RHEED, XPS, AES, STM e MOKE) para a adequada caracterização e investigação das propriedades estruturais e magnéticas de superfícies e nanoestruturas heteroepitaxiais preparadas em UHV, em condições de epitaxia de feixe molecular (MBE), bem como o primeiro estudo do crescimento de monocamadas de Co depositadas sobre Cu90Au10(100). / The investigation of correlations between structural and magnetic properties of thin and ultrathin films is of great scientific and technological interest presently. Due to importance of their actual and potential applications, films of 3d metals and their alloys are among the most investigated materials. Co is a ferromagnetic 3d metal that in bulk has a hexagonal compact structure (hcp). For Co films or multilayers, the hcp as well as the face-centered (fcc) and bodycentered cubic (bcc) phases can be stabilized at room temperature, depending on the used substrate. It is known that the preparation method can affect decisively the structural and magnetic properties of Co monolayers. There is a big amount of work on Co films grown on different Cu surfaces (fcc; lattice parameter a = 3.615 Å) and other substrates but, to the best of our knowledgement, there is no studies on Co monolayers deposited on Cu90Au10(100), a fcc alloy with lattice parameter of about 3.66 Å. In this work we investigate the epitaxial grow and the structure of Co films with thickness up to 5 atomic monolayers (ML) deposited on Cu90Au10(100). The goal of the study was to investigate the modifications in the magnetic properties of the Co films provided by small distortions in the lattice, since Cu90Au10 presents cfc structure with a lattice parameter ~1% larger than the one of the pure Cu. The sample preparation and the majority of the experimental analysis has been done in ultra high vacuum under molecular beam epitaxy conditions. The studies were conducted in situ, in UHV, by using x-ray photoelectron spectroscopy (XPS), high and low energy electron diffraction (RHEED and LEED), and scanning tunneling microscopy (STM). Preliminary magnetic measurements on the correlation structure - magnetism were conducted by magneto-optical Kerr effect (MOKE). Our results indicate the growth of a tetragonal distorted face centered (fct) Co lattice and an initial formation of islands followed by a layer-by-layer grow starting from 2 ML Co. The lateral lattice parameter shows a fast contraction with increasing thickness when compared to the CuAu substrate, reaching ~ 2.5% at 4 ML Co. Surface magnetometry by Magneto-optical Kerr effect indicated in-plane magnetization of the Co films. This experimental work represented a broad and extensive learning process on preparation and characterization of heteroepitaxial nanostructures by multiple techniques (LEED, RHEED, XPS, AES, STM, and MOKE) under MBE conditions (UHV) and the first investigation of Co monolayers on Cu90Au10(100). SUMÁRIO

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / Neste trabalho, foram investigadas as correlações entre a estrutura e as propriedades magnéticas principalmente à existência de anisotropia magnética perpendicular - de filmes policristalinos de Fe-Ni depositados sobre substrato de Si por pulverização catódica DC, em uma ampla faixa de concentração (de Fe15Ni85 até Fe80Ni20). Estudamos a influência de diferentes condições de preparação (espessura, distância alvo-substrato e temperatura do substrato) na estrutura e na textura magnética dos filmes. A composição dos filmes foi determinada por espectroscopia de fluorescência de raios x (EDS). Utilizando a difração de raios x em ângulo rasante (GIXRD), determinamos a estrutura cristalina das amostras. A espectroscopia Mössbauer de 57Fe foi empregada para a determinação das propriedades estruturais e magnéticas, e o efeito Kerr magneto-óptico (MOKE) foi utilizado como técnica adicional na obtenção de informações magnéticas sobre os filmes preparados. Nossos resultados demonstraram que, nas condições de crescimento dos filmes aqui empregadas, foi possível se obter filmes com uma forte anisotropia magnética perpendicular (inclinação média dos spins Fe de 25 em relação à normal) para toda a faixa de concentração e de espessura exploradas. Significante redução na textura magnética perpendicular só foi observada em filmes crescidos a altas temperaturas do substrato (~ 500 C). / A study of the correlation between magnetic and structural properties of FeNi thin films has been made focused on the perpendicular magnetic anisotropy exhibited by these films. The influence that different growth conditions, such as film thickness, target-substrate distance, and substrate temperature have on the structure and on the magnetic texture of FeNi films has been investigated. Polycrystalline FexNi1-x thin films were grown on Si substrates by DC sputtering within a wide range of concentration (15 x 80). The stoichiometric composition was determined by X ray fluorescence spectroscopy (EDS), and the crystalline structure was studied by grazing incidence X ray diffraction (GIXRD). 57Fe Conversion Electron Mossbauer spectroscopy (CEMS) was used to determine both structural and magnetic properties, and magneto-optic Kerr effect magnetometry (MOKE) was used for magnetic characterization of the investigated thin films. The obtained results show that it has been possible to obtain FexNi1-x thin films with a strong perpendicular magnetic anisotropy, with an average deviation of 25 from the normal to the sample surface, for all the concentration range and thicknesses studied. Only films grown at high substrate temperatures (~500 C) exhibited a significant reduction on the perpendicular magnetic anisotropy.

Dispositivos spintrônicos baseados no transporte de corrente polarizada em spin, torque de spins e em outros fenômenos representam grandes promessas no cenário da tecnologia de miniaturização dos dispositivos eletrônicos da atualidade. Materiais magnéticos de grande relevância tecnológica para diferentes áreas envolvem, apesar de exceções, filmes e estruturas multicamadas com alta complexidade. Avanços nesta área exigem o da estrutura das mesmas, em escala atômica, possibilitando o ajuste de suas propriedades físicas. O propósito deste trabalho é a preparação de estruturas multicamadas por sputtering, bem como o estudo de fenômenos magnéticos envolvidos nestas estruturas. O objetivo é produzir uma válvula de spin. Esta é uma estrutura multicamada composta por dois filmes ferromagnéticos separados por um espaçador não magnético. A magnetização de uma das camadas ferromagnéticas é livre para girar sob efeito de pequenos campos externos, enquanto a magnetização da outra camada ferromagnética permanece fixada por meio de acoplamento de troca com uma camada antiferromagnética. A estrutura é ajustada para permitir que pequenos campos magnéticos aplicados possam chavear a magnetização das camadas ferromagnéticas, de um estado antiparalelo à um estado paralelo, resultando na variação da resistividade elétrica da estrutura (efeito GMR). Otimização das condições de deposição foi necessária para obter estruturas com acoplamento por polarização de troca, e acoplamento antiferromagnético através do espaçador não magnético. A correlação entre as condições de deposição e as propriedades magnéticas dos filmes foi estudada. O trabalho apresentado nesta dissertação tem contribuído para a caracterização de filmes finos magnéticos, quais podem ser utilizados na produção de sensores magnéticos, e do novo sistema de sputtering montado no Laboratório de Física Aplicada do CDTN. / Spintronic devices based in the transport of spin polarized current, spins torque and other related phenomena represent big promises in the scenery of the technological miniaturization of current electronic devices. Magnetic materials of great technological relevance for different areas deal with, despite some exceptions, films and multilayered structures with high complexity. Advances on these fields require the control of those structures in atomic scale, in order to be able to tailor their physical properties. The purpose of this work is the preparation of multilayered structures by sputtering, as well the study of magnetic phenomena involved in this structures. The aim is to produce a spin valve. This is a multilayer structure composed of two ferromagnetic layers, separated by a non magnetic spacer. The magnetisation of one of the ferromagnetic layers is free to rotate under the effect of small external fields, whilst the magnetisation of the other ferromagnetic layer remains fixed by means exchange coupling to a antiferromagnetic layer. The structure is tailored to allow the small applied magnetic fields to switch the magnetisation of the ferromagnetic layers from antiparallel state to a parallel state resulting in the variation of the electrical resistivity of the structure (GMR effect). Optimization of deposition conditions was required to obtain structures with exchange bias coupling, and antiferromagnetic coupling through a non magnetic spacer. The correlation between the deposition conditions and the magnetic properties of the films was studied. The work presented in this dissertation has contributed to the characterisation of both magnetic thin films, which can be used on the production of magnetic sensors, and the new sputtering system assembled in the Applied Physics Laboratory of CDTN.

Nenhuma / Neste trabalho, o modo de crescimento, a estrutura e o comportamento magnético de filmes ultrafinos de Ni crescidos epitaxialmente sobre o Pd(100), foram investigados utilizando-se as técnicas experimentais in-situ de RHEED, LEED, AES, MBE e MOKE, e VSM ex-situ. O objetivo foi estudar a influência da tensão gerada na interface pelo descasamento do parâmetro de rede dos materiais (10,4%), a influência da temperatura e a presença de uma camada de recobrimento. Descobrimos que os filmes crescem camada a camada até uma espessura de ~4 ML e, em seguida, passa a ter seu crescimento na forma de ilhas. Os filmes apresentam uma estrutura tetragonal TFC até uma espessura de 11 ML quando sofre uma transição indicada por um forte aumento no valor da coercividade e pela proximidade do valor de sua distância interplanar com o do Ni em volume. A estrutura do filme volta à sua configuração CFC de volume acima de ~15 ML. As curvas de histerese magnéticas, obtidas à partir de 4,6 ML, apresentaram um formato que indica que o eixo fácil se encontra no plano para toda a faixa de espessura (4,6 a 18,3 ML) e temperatura (150 a 350 K) investigadas. O valor do campo coercivo aumenta com a presença de uma camada de recobrimento e com a diminuição da temperatura. Não houve indicação de nenhuma transição de reorientação de spin ou anisotropia magnética perpendicular. / In this work, the growth mode, the structure and the magnetic behavior of ultrathin Ni films epitaxially grown over Pd(100) were investigated using in-situ experimental techniques ass RHEED, LEED, AES, MBE and MOKE, and ex-situ VSM. The objective was to study the influence of the stress induced by the lattice parameter mismatch of the materials (10,4%), the influence of temperature and the presence of a capping layer. We found a layer by layer growth mode up to a thickness of ~4 ML, followed by the growth in islands. The film presented a TFC tetragonal structure up to 11 ML, then suffers a transition indicated by a strong elevation on the coercivity and by the proximity of the interplanar distance ass compared to bulk Ni. The film structure returns to it`s original CFC bulk configuration above ~15 ML. The magnetic hysteresis curves, obtained from 4,6 ML, presented a squared shape indicating that the easy axis stood in the film plane for the thickness (4,6 to 18,3 ML) and temperature (150 to 350 K) ranges investigated. The coercive field value grows with the presence of a capping layer and as the temperature goes down. There was no indication of a spin reorientation transition or perpendicular magnetic anisotropy.

Nenhuma / In this work, the strong correlation between the structural and magnetic properties in systems of reduced dimensionality is explored. Particularly, the magnetic properties of epitaxially grown ultrathin films and coupled layers, as a function of their constitution, thickness, structure and temperature, are studied. The investigated systems illustrate that perpendicular magnetic anisotropy in thin films can be achieved via tetragonal distortion or perpendicular exchange coupling. Specifically, Fe films grown on Rh(001) are examined, with emphasis both on their spin reorientation transition and on a complex magnetic structure existing at the first Fe monolayer. Contrasted to Fe/Rh(001), Ni films grown on Rh(001) and on Pd(001) are studied, highlighting the reverse spin reorientation transition and the perpendicular magnetic anisotropy originating from the large tetragonally distorted structure created by epitaxy. Concurrently, the indication of induced moments in the Pd(001) substrate in this system is also considered. Additionally, Ni films grown on Pd(001) covered with CoO antiferromagnetic layers are explored, emphasizing the effect of exchange coupling on their magnetic perpendicular anisotropy. Finally, the system consisting of a CoO single layer grown directly on Pd(001) is investigated, highlighting the indication of a ferromagnet under-layer, induced in the Pd(001) substrate by the CoO antiferromagnetic layer. / Neste trabalho, a forte correlação entre a estrutura e as propriedades magnéticas de sistemas de dimensionalidade reduzida, é explorada. Em particular, as propriedades magnéticas de filmes e camadas acopladas epitaxiais, em função de sua constituição, espessura, estrutura e temperatura são investigadas. Os sistemas investigados exemplificam que a anisotropia magnética perpendicular em filmes finos pode ser alcançada via distorção tetragonal ou pelo acoplamento de troca perpendicular. Especificamente, filmes de Fe crescidos em Rh(001) são investigados com ênfase em sua transição de reorientação de spin e em uma estrutura magnética complexa presente na primeira monocamada de Fe. Em contraste com Fe/Rh(001), filmes de Ni crescidos em Rh(001) e em Pd(001) são estudados destacando-se a transição de reorientação de spin reversa e a anisotropia magnética perpendicular, com origem na estrutura tetragonal distorcida criada por epitaxia. Concorrentemente, a indicação de momentos magnéticos induzidos no substrato de Pd(001) nesse sistema também é considerada. Além disso, filmes de Ni crescidos em Pd(001), cobertos com camadas de CoO antiferromagnéticas, são exploradas dando ênfase no efeito de acoplamento de troca em sua anisotropia magnética perpendicular. Por fim, o sistema constituído de uma camada de CoO, crescida diretamente em Pd(001), é investigado, destacando-se a indicação de uma camada ferromagnética induzida no substrato de Pd(001) pela camada antiferromagnética de CoO.

Os filmes finos dos óxidos de ZnO dopados com Co, preparados via método Pechini, são semicondutores magnéticos diluídos com grande potencial para serem empregados na fabricação de dispositivos spintrônicos. Filmes com concentrações nominais de 1, 3 e 5 %, em mol, de Co foram depositados por spin-coating sobre substratos de vidro e safira. Os filmes finos preparados foram caracterizados por difração de raios X, microscopia eletrônica de varredura, analise de EDS e absorção de raios X. Padrões de difração de raios X indicam que os filmes dopados com Co sobre substrato de vidro tem fase cristalina com a estrutura wurtzite. Espectros EXAFS sugerem que nos filmes com concentrações de 5% os átomos de cobalto não estão ocupando somente os sítios dos íons Zn2+ dentro da rede cristalina do ZnO. As espessuras dos filmes usando imagens de microscopia eletrônica de varredura ficaram entre os valores de 160 nm e 800 nm. Os procedimentos empregados no trabalho produziram filmes espessos e bem distribuídos pelas superfícies dos vidros. Os filmes depositados em substratos de safira não recobriram de forma uniforme a superfície dos substratos. / Co-Doped ZnO thin films, a diluted magnetic semiconductor with great potential to be used in the manufacture of spintronic devices, were prepared via Pechini method. Films with nominal concentrations of 1, 3 and 5 mols % of Co were depositions by spin-coating on glass and sapphire substrates. The prepared thin films were characterized by X-ray diffraction, scanning electron microscopy, EDS analysis and X-ray absorption. X-ray diffraction patterns indicated that the films doped with Co on the glass substrate has a crystalline phase with wurtzite structure. EXAFS spectra suggest that in thin films with concentrations of 5 mol% of Co, these atoms are not only occupying the Zn2 + ionic sites within the ZnO crystal lattice. The thicknesses of the films measured using images from scanning electron microscopy were between the values of 160 nm and 800 nm. The method and procedures employed in the work produced good films on glass substrates, thick and well distributed across the surface of the substrate one. The films deposited on sapphire substrates not uniformly covered the surface of the substrate. / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES

A proposta principal desta tese foi o desenvolvimento de novas composições vítreas teluritos e teluretos para obtenção de materiais amorfos úteis para fotônica. Primeiramente foram explorados novos sistemas binários e ternários baseados em TeO2, Sb2O3 e GeO2, contendo fluoreto de chumbo para obtenção de vidros termicamente e quimicamente estáveis. Estas composições vítreas foram caracterizadas utilizando técnicas tradicionais no estudo de materiais não-cristalinos como Análise Térmica (DSC), espectroscopia vibracional (IV e Raman) e espectroscopia eletrônica na região do ultravioleta, visível e infravermelho próximo. Os resultados obtidos por análise térmica permitiram a determinação das temperaturas características, que podem ser utilizadas para avaliar a estabilidade térmica dos vidros frente à cristalização. As investigações estruturais por espectroscopia vibracional, eletrônica e luminescencia de Eu³+ utilizado como sonda estrutural foram fundamentais para avaliar as mudanças estruturais na rede vítrea em função da composição. Estudos de luminescência de íons terras raras para amostras dopadas com Er³+, codopadas com Er³+/Yb³+ e dopadas com Eu³+ em composições mais promissoras também foram realizados com o intuito de investigar o efeito da composição na propriedade de emissão em comprimento de onda de interesse para aplicação em dispositivos ópticos. Uma outra linha de pesquisa desta tese foi a preparação de filmes finos em substratos flexíveis (celulose e fibroína), a partir da evaporação por diferentes técnicas de vidros calcogenetos com propriedades fotossensíveis já descritas na literatura. Neste caso, estudou-se a composição Ge2Sb2Te5 já estabelecida para armazenamento de dados em CDs e DVDs. Também foram obtidos filmes finos a partir das composições de vidros óxidos estudados neste trabalho de doutorado. Esta linha do trabalho permitiu a obtenção de um material totalmente novo, inédito e flexível. / The main purpose of this thesis has been the development of new tellurite and telluride vitreous compositions to obtaining useful amorphous materials for optics. First new binary and ternary systems based on TeO2, GeO2, Sb2O3 and PbF2 were explored in order to prepare thermally and chemically stable vitreous compositions. These glasses were characterized using traditional techniques in the study of non-crystalline materials such as thermal analysis (DSC), vibrational spectroscopy (Raman and IR) and electronic spectroscopy in the ultraviolet, visible and near infrared spectral regions. The results of thermal analysis allowed the determination of the characteristic temperatures, which can be used to evaluate the thermal stability of the glass against crystallization. Structural investigations by electronic and vibrational spectroscopy, used as a structural probe were useful to assess the structural changes in the vitreous network according to the composition. Luminescence studies of glass samples doped with Er³+, codoped with Er³+/Yb³+ and doped with Eu³+, in the most promising compositions were also conducted in order to investigate the effect of composition on optical properties in wavelengths of interest for application as optical devices. Another research line in this thesis was the preparation of thin films on flexible substrates (cellulose and fibroin) from diverse evaporation techniques of chalcogenide glasses with photochromic properties already described in the literature, which in this case was the Ge2Sb2Te5 composition already established for data storage on CDs and DVDs. Thin films were also obtained from the compositions of oxide glasses studied in this work resulting in new flexible thin films with interesting optical properties. / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES