Made available in DSpace on 2015-03-26T13:35:15Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 2208057 bytes, checksum: 45a242fadca486c484bfa0df0f61ec59 (MD5) Previous issue date: 2011-07-22 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / The characterization of fractals and the search for general rules and mechanisms for description of non-linear phenomena brought the attention of the scientific community to the interdisciplinary area of complex systems. Complex phenomena can be found in almost every branch of natural science. One example is the simulation using cellular automata of self-organization in life. This work focuses on cellular automata models to simulate the growth of branched structures in animal body guided by the characteristics of interactions in cell migration. Our models are guided by the dynamics of angiogenesis and neurogenesis, apparently two different mechanisms that can be classified under the same rules regarding local interactions and emergent behaviors. The proposed models can be very useful in studies of neurological diseases and cancer therapies. / A caracterização de estruturas fractais e a busca por mecanismos ou regras universais para descrição de diversos fenômenos não-linares fez com que a comunidade científica se voltasse para uma área que pode ser considerada uma das pioneiras na interdiciplinaridade: os Sistemas Complexos. Praticamente toda disciplina possui em seu domínio fenômenos complexos. Uma das linha de destaque dessa área são as simulações em autômatos celulares, principalmente quando voltada para estudos de auto-organização em seres vivos. O presente trabalho propõe uma modelagem em autômatos celulares para simulação de crescimento de estruturas ramificadas no organismo animal guiadas pelas interações características da migração celular. Nosso modelo foi baseado na angiogênese e na neurôgenese, estruturas que são aparentemente distintas, mas que na verdade pertencem a um mesmo grupo se classificados quanto às regras de interações locais e seus comportamentos emergentes. Esse modelo pode ser de grande utilidade no estudo de doenças relacionadas ao sistema nervoso e de terapias de combate ao câncer.

Made available in DSpace on 2015-03-26T13:35:17Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 1285375 bytes, checksum: 680d8058ac46b55b4e9e7e37f9fd0e1f (MD5) Previous issue date: 2012-02-16 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / In this thesis, we define and analyze certain surface and volumetric properties of the aggregates generated by three one-dimensional competing thin films deposition models (all with kinetics of surface in universality class KPZ). These models represent a competition between ballistic deposition pattern and another rule dependent on the deposition model. Each of these new rules introduced in two of the three models are related to the kinetic energy of incident particles. An interesting feature of two of our models is the existence of the restructuring of the particles that were already linked in the aggregate, these processes depend on the speed of the incident particles. We show that our models exhibit the same scaling behavior observed in other competitive models. We study in the models, the variation of surface and volumetric properties in terms of a parameter F, where F is the ratio between the amount of particles that obey the ballistic deposition rule and the total amount of particles deposited. Finally, we list some properties and volumetric surface and use a scaling law to characterize the pore morphology of the aggregates generated by our three models as a function of a specific length scale. / Nesse trabalho, definimos e analisamos algumas propriedades superficiais e volumétricas dos agregados gerados através de três modelos competitivos unidimensionais de deposição de filmes finos (todos com cinética de superfície na classe de universalidade KPZ). Tais modelos representam uma competição entre a deposição balística padrão e uma outra regra de deposição dependente do modelo. Cada uma dessas novas regras que introduzimos em dois dos três modelos estão relacionadas com a energia cinética das partículas incidentes. Uma característica interessante de dois dos nossos modelos é a existência de processos de reestruturação das partículas que já estavam ligadas no depósito; tais processos dependem da velocidade das partículas incidentes. Mostramos que os nossos modelos exibem o mesmo comportamento de escala observado em outros modelos competitivos. Estudamos, em cada um dos modelos, a variação das propriedades superficiais e volumétricas em função de um parâmetro F, em que F é a razão entre a quantidade de partículas que obedecem a regra de deposição balística padrão e a quantidade total de partículas depositadas. Por fim, relacionamos algumas propriedades superficiais e volumétricas e usamos uma lei de escala para caracterizar a morfologia dos poros dos agregados gerados pelos nossos três modelos como função de um comprimento de escala específico.

Made available in DSpace on 2015-03-26T13:35:20Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 4132930 bytes, checksum: 1169203ed33a5e53252821abccd6cf81 (MD5) Previous issue date: 2013-02-19 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / In this work, ultra-thin layers of oxides grown using the technique of atomic layer deposition were characterized by measurements of x-ray reflectivity. TiO2:Al2O3 samples were grown using titanium isopropoxide (Ti(Hi-Pr)4), trimethylaluminum (Al(CH3)3) and water. The proportion of alumina was changed from 8 to 44% by varying the number of cycles of each precursor. TiO2:NiO samples were also grown using nickelocene (NiCp2) and water as precursors for NiO. The x-ray reflectivity measurements were performed at the Brazilian Synchrotron Light Laboratory and showed a reduction in deposition rate during growth of the TiO2:NiO series of samples, which prevented its use in the remainder of the study. The experimental data of TiO2:Al2O3 samples were analyzed using 03 simulation software: MOTOFIT, a free package designed to run on the IGOR Pro platform, and two MATHEMATICA codes; a first one based on kinematic approximation and another based in the Parrat recursion s method. The fitting procedure was based on two models: single layer, considering alumina as dopant, and multilayer, with sample composed of alternate layers of TiO2 and Al2O3. We conducted a detailed comparison of the results obtained from the softwares and models used and analyzed the influence of various parameters on the fits obtained. The fittings allowed the determination of various sample parameters, such as electron density and thickness of each layer and the roughness of the various interfaces. Comparing the software, we found that the best fits to the experimental data were obtained using the Parrat recursion s method. The multilayer model resulted in a better fit, reflecting the repetitive nature of the growth process, although the interface roughness values obtained were too large compared to layer thickness. Irrespective of software and the model used, the results show that atomic layer deposition can be used to obtain layers with controlled thickness and roughness less than 1 nm, independent of the number of cycles used in the deposition process. / Neste trabalho, camadas ultra-finas de óxidos, crescidas pela técnica de deposição por camada atômica, foram caracterizadas através de medidas de refletividade de raios-x. As amostras de TiO2:Al2O3 foram crescidas utilizando a técnica de deposição por camada atômica (ALD) usando como precursores isopropóxido de titânio (Ti(O-i-Pr)4), trimetilalumínio (Al(CH3)3) e água. A proporção de alumina foi modificada de 8 á 44%, variando a quantidade de ciclos de cada um dos precursores. Foram crescidas, também, amostras de TiO2:NiO, utilizando Niqueloceno (NiCp2) e água como precursores para NiO. As medidas de refletividade de raios-x foram realizadas nas instalações do Laboratório Nacional de Luz Síncrotron e mostraram uma redução na taxa de deposição durante o crescimento da série de amostras de TiO2:NiO, que impediu a sua utilização no restante do estudo. Os resultados experimentais das amostras de TiO2:Al2O3 foram analisados utilizando 03 softwares de simulação: MOTOFIT, um pacote livre desenvolvido para rodar na plataforma IGOR Pro, e dois códigos desenvolvidos para rodar na plataforma MATHEMATICA, o primeiro baseado na aproximação cinemática e o segundo no método de recursão de Parrat. Os ajustes das curvas experimentais foram feitos utilizando dois modelos: o de camada simples, considerando a alumina e o óxido de níquel como dopantes, e o de multicamada. Foi feita uma comparação detalhada entre os softwares e os modelos utilizados, analisando a influência dos vários parâmetros nos ajustes obtidos. Estes ajustes permitiram a determinação de diversos parâmetros característicos das amostras, tais como a espessura e a densidade eletrônica de cada camada e a rugosidade das várias interfaces. Na comparação entre os softwares, observou-se que o melhor ajuste aos dados experimentais foi obtido utilizando o método de recursão de Parrat. Em relação aos dois modelos utilizados, o de multicamada foi o que permitiu um melhor ajuste, refletindo a natureza repetitiva do processo de crescimento, apesar de fornecer valores de rugosidade das interfaces muito grande, comparados à espessura das camadas. Independente do software e do modelo utilizado, os ajustes permitem afirmar que a técnica de deposição por camada atômica permite a obtenção de camadas com espessura controlada e rugosidade menor que 1 nm, independente do número de ciclos utilizados na deposição.

Made available in DSpace on 2015-03-26T13:35:20Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 1927502 bytes, checksum: 3b216b20861fe585d8cac540c9638d0b (MD5) Previous issue date: 2006-12-21 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / In the present work, we study films CdTe electrodeposited galvanostatically from aqueous acidic solution (pH<1) onto n-type monocrystalline silicon wafer (111). The optimum current density to obtain good crystalline quality CdTe films was found to be 0,3 mA/cm2. The films were characterized by X-ray diffraction (XRD), scanning electron microscope (SEM) and photoacoustic spectroscopy (PAS). The CdTe films were deposited at room temperature or at 85 ºC and covered evenly the substrate surface. The as-prepared films were non-reflecting and presented a grey color which showed dependence with current density and temperature The SEM pictures revealed a granular structure, without indications of faces that evidenced some crystalline arrangement. The XRD patterns of the films deposited at 85 ºC show peaks associated to the CdTe cubic phase. Additionally, peaks corresponding to a hexagonal phase of the elemental cadmium and tellurium were also detected. However, in the XRD patterns of the films which were grown at low temperature, no peaks were associated to CdTe. This film was passed by chemical treatment in saturated solution of CdCl2 followed by thermal annealing at 420 and 450 °C in nitrogen atmosphere. The XRD patterns of the films after annealing showed only signals associated to the cubic phase of CdTe. These results suggest improvement in the crystallinity of the films grown at room temperature and reduction of the amount of present elemental Te e Cd. Change in microstructure due to the annealing with CdCl2 was observed in the SEM pictures, which show completely recrystallized grains. The measurements of optical absorption in the films grown after annealing by PAS, showed an absorption band around the expected band gap energy value of CdTe. Our experimental results also showed that the CdTe films adhered better to unpolished surfaces. / No presente trabalho, estudamos filmes finos de CdTe eletrodepositados galvanostaticamente em meio aquoso ácido (pH<1) sobre silício monocristalino, tipo-n, (111). A densidade de corrente de 0,3 mA/cm2 permitiu a obtenção de filmes de melhor qualidade. Os filmes foram caracterizados por microscopia eletrônica de varredura (SEM), difração de raios-X (XRD) e espectroscopia fotoacústica (PAS). Obtivemos depósitos que cobriram efetivamente o substrato tanto a temperatura ambiente quanto a 85 ºC. Os filmes depositados são cinza escuros e a tonalidade varia com a temperatura de deposição e a densidade de corrente. A SEM revelou nos filmes uma estrutura granular, sem indicações de faces que pudessem evidenciar algum arranjo cristalino. A XRD dos filmes depositados a 85 ºC mostrou picos associados à fase cúbica do CdTe e também picos correspondendo à fase hexagonal do telúrio e do cádmio livres. Porém a XRD dos filmes depositados a temperatura ambiente não mostrou picos que pudessem ser associados ao CdTe. Os filmes foram submetidos a tratamento térmico a 420 e 450 ºC, em atmosfera de nitrogênio, depois de umedecidos com solução saturada de CdCl2. A XRD dos filmes depois do tratamento térmico mostrou picos intensos associados à fase cúbica do CdTe, com orientação preferencial dos grãos na direção (111), tanto nos filmes depositados a temperatura ambiente quanto a 85 ºC. Os resultados mostraram também uma redução na concentração do Te e Cd livres. Micrografias SEM mostraram recristalização da superfície do filme devido ao tratamento térmico. As medidas de absorção óptica por PAS, efetuadas em filmes tratados termicamente, revelaram uma banda de absorção em torno do valor esperado do gap óptico do CdTe. Nossos experimentos mostraram também que os filmes de CdTe aderem melhor em substratos de silício não polidos.

Made available in DSpace on 2014-12-17T15:14:31Z (GMT). No. of bitstreams: 1 HenioHAR_tese.pdf: 2852565 bytes, checksum: 647b955f27dbfb55fd62c197b8d3bf55 (MD5) Previous issue date: 2001-04-11 / Neste trabalho, atrav?s de simula??es computacionais, identificamos os fen?menos f?sicos associados ao crescimento e a din?mica de pol?meros como sistemas complexos exibindo comportamentos n?o linearidades, caos, criticalidade auto-organizada, entre outros. No primeiro cap?tulo, iniciamos com uma breve introdu??o onde descrevemos alguns conceitos b?sicos importantes ao entendimento do nosso trabalho. O cap?tulo 2 consiste na descri??o do nosso estudo da distribui??o de segmentos num pol?mero ramificado. Baseado em c?lculos semelhantes aos usados em cadeias polim?ricas lineares, utilizamos o modelo de crescimento para pol?meros ramificados (Branched Polymer Growth Model - BPGM) proposto por Lucena et al., e analisamos a distribui??o de probabilidade dos mon?meros num pol?mero ramificado em 2 dimens?es, at? ent?o desconhecida. No cap?tulo seguinte estudamos a classe de universalidade dos pol?meros ramificados gerados pelo BPGM. Utilizando simula??es computacionais em 3 dimens?es do modelo proposto por Lucena et al., calculamos algumas dimens?es cr?ticas (dimens?es fractal, m?nima e qu?mica) para tentar elucidar a quest?o da classe de universalidade. Ainda neste Cap?tulo, descrevemos um novo modelo para a simula??o de pol?meros ramificados que foi por n?s desenvolvido de modo a poupar esfor?o computacional. Em seguida, no cap?tulo 4 estudamos o comportamento ca?tico do crescimento de pol?meros gerados pelo BPGM. Partimos de pol?meros criticamente organizados e utilizamos uma t?cnica muito semelhante aquela usada em transi??es de fase em Modelos de Ising para estudar propaga??o de danos chamada de Dist?ncia de Hamming. Vimos que a dist?ncia de Hamming para o caso dos pol?meros ramificados se comporta como uma lei de pot?ncia, indicando um car?ter n?o-extensivo na din?mica de crescimento. No Cap?tulo 5 analisamos o movimento molecular de cadeias polim?ricas na presen?a de obst?culos e de gradientes de potenciais. Usamos um modelo generalizado de repta??o para estudar a difus?o de pol?meros lineares em meios desordenados. Investigamos a evolu??o temporal destas cadeias em redes quadradas e medimos os tempos caracter?sticos de transporte t. Finalizamos esta disserta??o com um cap?tulo contendo a conclus?o geral denoss o trabalho (Cap?tulo 6), mais dois ap?ndices (Ap?ndices A e B) contendo a fenomenologia b?sica para alguns conceitos que utilizaremos ao longo desta tese (Fractais e Percola??o respectivamente) e um terceiro e ?ultimo ap?ndice (Ap?ndice C) contendo uma descri??o de um programa de computador para simular o crescimentos de pol?meros ramificados em uma rede quadrada

Neste trabalho é investigado o papel de defeitos no processo de nucleação martensitica em monocristais de zirconia (Zr02), submetidos a altas pressões, e é feita uma revisão da teoria sobre nucleação martensitica. As amostras foram submetidas a diferentes tratamentos (irradiação. microindentação. envelhecimento à temperatura ambiente), para geração de defeitos, sendo estudados os seus efeitos na pressão de transformação monoclinica/ortorrombica dos cristais. A pressão foi gerada através de uma câmara de bigornas de diamante e as transições foram detectadas pela observação. via microscopia óptica, de mudanças na birrefringéncia dos cristais. As características da transição (velocidade, deformações associadas, formação de geminamentos) e a observação da formação da interface em uma direção cristalográfica definida confirmam a natureza martensitica da transformação. A redução da força motriz necessária para a transição, em monocristais nos quais foram gerados defeitos eminentemente pontuais, indica que o processo de nucleação é não clássico, de acordo com o modelo de modos macios localizados.

Neste trabalho estudamos as propriedades eletrônicas de sistemas compostos de certos elementos de terras raras. Estes sistemas apresentam propriedades físicas anômalas em decorrência da interação entre os elétrons 4f e os elétrons de condução . Eles são conhecidos como sistemas de valência intermediária, sistemas Kondo, ou, quando a baixas temperaturas apresentam massas efetivas eletrônicas muito grandes, como sistemas de férmions pesados. O hamiltoniano modelo para a descrição teórica desses sistemas é o ilamiltoniano Periódico de Anderson. Nossa abordagem ao problema é de tratar perturbativamente a energia cinética dos elétrons de condução no hamiltoniano modelo pelo uso de funções de Green em uma aproximação que desacopla médias de operadores em um dado sítio em produtos de médias de pares de operadores neste sítio. Utilizando esta técnica calculamos a densidade de estados eletrônica, a susceptibilidade estática magnética e o calor especifico eletrônico. Os resultados concordam qualitativamente com os experimentos em sistemas de Ce. / In this work we study the electronic properties of systems composed of certain rare-earth elements. These systems present anomalous physical properties due to the interaction between the 4f-electrons and the conduction electrons. They are known as intermediate valence systems, Kondo systems, or heavy-fermion systems, in the case of large electronic effective masses at low temperatures. The model Hamiltonian used in the theoretical description of these systems is the Perioclic Anderson Hamiltonian. Our approach to the problem consists in treating perturbatively the kinetic energy of the conduction electrons in the model Hamiltonian. This is done through the use of Green's functions in an approximation that decouples single site operator averages in products of operator pair averages. With this technique we calculate the electronic density of states, the static magnetic susceptibility and the electronic specific heat. The results agree qualitatively with experiments in Ce systems.

Este trabalho trata o problema genérico da obtenção analítica exata das variedades algébricas que definem domínios de estabilidade e multiestabilidade para sistemas dinâmicos dissipativos com equações de movimento definidas por funções racionais. Apresentamos um método genérico, válido para qualquer sistema dinâmico, que permite reduzir a análise de sistemas multidimensionais arbitrários à análise de um sistema unidimensional equivalente. Este método é aplicado ao mapa de Hénon, o exemplo paradigmático de sistema multidimensional, para estudar a estrutura aritmética imposta pela dinâmica das órbitas de períodos 4, 5, e 6, bem como seus domínios de estabilidade no espaço de parâmetros. Graças à obtençao de resultados analíticos exatos, podemos explorar pela primeira vez as peculariedades de cada um dos períodos mencionados. Algumas das novidades mais marcantes encontradas são as seguintes: Para período 4, encontramos um domínio de multiestabilidade caracterizado pela coexistência de duas órbitas definidas em corpos algébricos distintos. Observamos a existência de discontinuidades na dinâmica simbólica quando os parâmetros são mudados adiabáticamente ao longo de circulações fechadas no espaço de parâmetros e explicamos sua origem algébrica. Publicamos tais resultados em dois artigos: Physica A, 295, 285-290(2001) e Physical Review E, 65, 036231 (2002). Para período 5, obtivemos a variedade algébrica que define o "camarão" (shrimp) característico, obtemos uma expressão analítica para todas as órbitas de período 5, classificamos todas as singulariedades presentes no espaço de parâmetros e analisamos todas as mudanças que ocorrem ao circular-se em torno de tais singulariedades. Para período 6, da expressão analítica que fornece todas as órbitas, encontramos um resultado muito surpreendente, o mais notável desta dissertação: a possibilidade de coexistência de órbitas reais e complexas estáveis, para valores reais dos parâmetros físicos. Resultados preliminares parecem indicar serem tais órbitas complexas uma espécie de órbitas fantasmas, com semelhanças as órbitas encontradas por Gutzwiller para sistemas Hamiltonianos (não- dissipativos).

Made available in DSpace on 2014-07-29T15:07:07Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dissertacao_Elber Magalhaes_Torres.pdf: 480253 bytes, checksum: f3889cd09cd708c10f8a21eb3df91e30 (MD5) Previous issue date: 2005-03-31 / This work presents ab initio results, including correlation corrections, for the static longitudinal linear polarizability, ®L, and longitudinal second hyperpolarizability, °L, of planar and twisted fluorinated polyacetylene (polyacetylene) chains. These electric properties were calculated by the finite field (FF) method and the correlated energies were obtained by means of the second order MÁller-Plesset perturbation theory (MP2). Our MP2 calculations were performed using the 6-31G basis set, although the geometry optimization involved both, the 6-31G and 6-31G(d) basis sets. Our results show that the incorporation the electron of correlation effects in the calculations of the polarizabilities, specially the hyperpolarizabilities, is essencial in order to obtain reliable estimates of these properties. Our estimates also demonstrate that the substitution of the H atoms in polyacetylene by F atoms, a procedure that gives rise to polydifluoroacetylene (PDFA), has the effect of incrasing the non-linear response of this material. / Neste trabalho apresentamos resultados ab initio, incluindo a correlação eletrônica, para a polarizabilidade linear longitudinal, ®L, e segunda hiperpolarizabilidade longitudinal, °L, de cadeias planares e helicoidais de poliacetileno fluoretadas (polidifluoroacetileno). Estas propriedades elétricas foram calculadas por meio do campo finito (FF) e as energias correlacionadas foram obtidas por meio da teoria de perturbação de MÁller-Plesset de segunda ordem (MP2). Nossos cálculos MP2 foram feitos usando o conjunto base 6-31G, embora as geometrias otimizadas tenham sido calculadas usando os conjuntos base 6-31G e 6-31G(d). Nossos resultados mostraram que a incorporação dos efeitos da correlação eletrônica nos cálculos das polarizabilidades, especialmente das hiperpolarizabilidades, é essencial para obtenção de estimativas mais confiáveis para estas propriedades. Nossos resultados também demonstraram que a substituição dos átomos de H por átomos de F no poliacetileno, um procedimnento que dá origem ao polidifluoroacetileno (PDFA), tem o efeito de aumentar a resposta não linear deste material.

Made available in DSpace on 2014-07-29T15:07:10Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Adisserta.pdf: 620282 bytes, checksum: 42737bbc61b6415b2b23fa4670060fd4 (MD5) Previous issue date: 2009-04-14 / The Ferromagnetic Resonance (FMR) technique was used to study the magnetic anisotropy of NiFe/Ru multilayers. The FMR spectra and absorption fields of multilayers with Ru layers thickness bellow 20 Å are the same as that of single monolayer films. Evidence of the coupling between the magnetic layers also is given by the fact that for the sample with Ru thickness equal to 7 Å, in normal configuration of the applied static field, spin-wave resonance modes also are excited by the microwave field. The interlayer coupling constant obtained is equal to 1, 1 £ 10¡7 erg/cm. For the set of samples with different NiFe thicknees, the analysis of the effective magnetic anisotropy in terms of volume and surface contributions, gives KV = 3, 4 £ 106 erg/cm3 and KS = 1, 2 erg/cm2. / A técnica de Ressonância Ferromágnética (RFM) foi aplicada para estudar a anisotropia magnética de multicamadas NiFe/Ru. Os espectros de RFM e os campos de absorção das multicamadas com espessura da camada de Ru abaixo de 20 Å são os mesmos daqueles obtidos para um filme monocamada. Uma evidência do acoplamento entre as camadas magnéticas destas amostras é dada pelo fato de que para a multicamada com espessura de Ru igual a 7 Å, na configuração perpendicular ao campo estático aplicado, modos de ressonância de ondas de spin são também excitados pelo campo de microondas. A constante de acoplamento inter-camadas obtida é igual a 1, 1 £ 10¡7 erg/cm. Para o conjunto de amostras com espessura variável da camada de NiFe, a análise da anisotropia magnética efetiva em termos das contribuições de volume e superfície resultou em KV = 3, 4 £ 106 erg/cm3 e KS = 1, 2 erg/cm2