Orientadores: Richard Landers, George G. Kleiman / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Fisica Gleb Wataghin / Made available in DSpace on 2018-08-03T00:08:02Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Siervo_Abnerde_D.pdf: 6219052 bytes, checksum: d9dd9f2c686ecda54fe96c28d12be9d3 (MD5) Previous issue date: 2002 / Resumo: As propriedades físico-químicas de um material, como uma liga metálica, podem ser entendidas como uma função da sua estrutura eletrônica e das posições relativas entre os átomos. A superfície representa um caso particular, e a quebra da periodicidade em uma direção pode provocar mudanças estruturais e eletrônicas importantes que afetam as propriedades do material. É particularmente importante conhecer a posição dos átomos na rede cristalina. No volume de um material isto pode ser feito através de técnicas consagradas como difração de raios-x; contudo, para a superfície esta tarefa é muito mais complicada. No caso de ligas de superfície estas apresentam-se como novos materiais e desenvolvem um grande interesse do ponto de vista acadêmico e aplicado. Este trabalho apresenta uma investigação da estrutura eletrônica e cristalográfica de ligas de superfície a partir de filmes finos crescidos por MBE sobre superfícies monocristalinas bem caracterizadas. A caracterização da dinâmica de crescimento dos filmes foi feita por XPS e RHEED; e na determinação estrutural das ligas utilizou-se LEED (qualitativo) e Difração de Fotoelétrons. Para o caso de liga ordenada de superfície também é apresentado a determinação estrutural por cálculos de primeiros princípios usando a Teoria do Funcional-Densidade. Nesta dissertação são apresentados os casos de Pd sobre Cu(111), Cu sobrePd(111) e Sb sobre Pd(111) / Abstract: The physico-chemical properties of a material, such as a metallic alloy, can be understood as a function of its electronic structure and the relative positions between its atoms. The surface is a particular case in the material, due to the break of periodicity in the direction perpendicular to the surface this can affect the structural and electronic properties of the material. It is particularly important to know the position of the atoms in the crystalline lattice. In the bulk of a material this can be measured using techniques such as rays-x diffraction. For the surface this task is much more complicated. Surface alloys represent new materials and their development is of great interest both from the academic and technological point of view. The present body of work presents a study of the electronic and geometric structure of surface alloys; grown by MBE on well-characterized monocrystalline surfaces. XPS and RHEED were used to characterize the dynamics of growth, and LEED (qualitative) and Photoelectron Diffraction did the structural determination of surface alloys. For the particular case of ordered surface alloys we also present a theoretical first principles structural determination using Density Functional-Theory. This dissertation shows three systems: Pd on Cu(111), Cu on Pd(111) and Sb on Pd(111) / Doutorado / Física / Doutor em Ciências

Orientador: Abner de Siervo / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Física Gleb Wataghin / Made available in DSpace on 2018-08-24T13:12:45Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Silva_CaioCesar_M.pdf: 10782612 bytes, checksum: 2408c43fe374c29c1bb91a7fecdf39c0 (MD5) Previous issue date: 2014 / Resumo: O material bidimensional grafeno possui um conjunto fascinante de propriedades que não são vistas juntas em qualquer outro material. Grafeno pode substituir outros materiais em diversas aplicações existentes, além de abrir uma janela para uma série de novas aplicações. As propriedades do grafeno foram mostradas em amostras sintetizadas através do método de esfoliação, no entanto, este método requer vários passos de litografia durante a preparação da amostra. Por outro lado, grafeno tem sido sintetizado pelo método de CVD (Chemical Vapor Deposition) por grandes áreas e com grande qualidade. O processo de CVD envolve um substrato metálico que interage com o grafeno, assim, um sistema alternativo que permite o estudo das propriedades do grafeno é o chamado grafeno quasi-free-standing, ou seja, grafeno que preserva suas propriedades mesmo quando _e suportado por um substrato. Estudos recentes demonstram que Ir(111) permite a preparação de grafeno com alta qualidade estrutural e com estrutura de banda praticamente idêntica à do grafeno puro. Determinar a topografia da superfície em nível atômico é fundamental para compreender a relação entre a estrutura eletrônica e a estrutura geométrica. O objetivo deste trabalho é determinar a estrutura do grafeno sobre Ir(111) através da técnica experimental de difração de fotoelétrons (XPD). A determinação da estrutura da superfície, com base em uma abordagem de cálculos de espalhamentos múltiplos, será apresentada e os resultados serão comparados ás previsões teóricas e a outros resultados experimentais / Abstract: The two-dimensional material graphene has a whole set of fascinating properties which are not seen together anywhere else. Graphene can replace many materials in a great number of existing applications and opens a window to several new applications. The properties of graphene were shown in samples synthesized through exfoliation method, however, this method requires several lithography steps during the graphene production. On the other hand, graphene has been synthesized by chemical vapor deposition method (CVD) through large areas with high quality. The CVD process involves a metallic substrate which interacts with graphene, thus, an alternative system that allows the study of the properties of graphene is quasi-free-standing graphene, i.e. graphene that preserves its properties even when it is supported by a substrate. Recent studies could demonstrate that Ir(111) does indeed allow for the preparation of extended graphene with high structural quality, and the band structure of graphene on Ir(111) is almost identical to the one of pristine graphene. Determination of the surface topography down to the atomic level is crucial in understanding the correlation between the electronic and geometric structure. The aim of this work is determine the structure of graphene on Ir(111) using the experimental technique of X-ray photoelectron diffraction (XPD). The surface structure determination based in a comprehensive multiple scattering calculation approach will be presented and the results will be compared with theoretical previsions and other experimental results / Mestrado / Física / Mestre em Física

Orientadores: Richard Landers, Abner de Siervo / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Fisica Gleb Wataghin. / Made available in DSpace on 2018-08-12T18:57:37Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Carazzolle_MarceloFalsarella_M.pdf: 9436583 bytes, checksum: 076451d27442a919e962e5f6cf59ba6a (MD5) Previous issue date: 2005 / Resumo: Neste trabalho foi estudado o crescimento de filmes ultra-finos de Sb sobre Ni(111) e In sobre Ni(111), no regime de frações de monocamadas, com o interesse no entendimento da estrutura cristalográfica e eletrônica destas ligas de superfície. Os filmes foram preparadas em ambiente de UHV e caracterizados do ponto de vista da estrutura eletrônica através da técnica experimental de espectroscopia de elétrons (XPS) e cálculos de teoria do funcional da densidade (DFT). Na determinação da estrutura cristalográfica das ligas de superfície foram utilizados LEED-qualitativo e PED (difração de fotoelétrons) e DFT. Os filmes de Sb sobre Ni(111) formaram uma liga substitucional de superfície ordenada na estrutura (Ö 3 x Ö 3) R30 °, seguindo o empacotamento fcc do substrato. Os filmes de In sobre Ni(111) formaram duas fases ordenadas, 2 x 2 e (Ö 3 x Ö 3) R30 ° e , coexistindo na superfície em forma de domínios, ambas as fases formaram ligas substitucionais seguindo o empacotamento fcc do substrato. A estrutura eletrônica do filmes foram estudadas por XPS e interpretadas com a ajuda das simulações de DFT. Em ambos os filmes não houve tranferência de cargas entre os átomos, mas tivemos evidências de uma redistribuição de cargas intra-atômica nos átomos do substrato. / Abstract: In this thesis we present a studied the growth of the ultra-thin films of Sb on Ni(111) and In on Ni(111), in the sub-monolayer regime. The main interest was on the understanding of the crystallography and electronic structure theses surface alloys. The films were grown under UHV conditions and characterized as to their electronic structure by X-ray Photoelectron Spectroscopy (XPS) and simulated theoretically by density functional theory (DFT). To determine the crystallography structure, LEED and photoelectron diffraction (PED) was used. The Sb on Ni(111) films after annealing stabilized as a substitution surface alloy in the ( Ö 3 x Ö 3 ) R 30 ° structure following the fcc substrate. The In on Ni(111) films formed two ordered phases 2x2 and (Ö 3 x Ö 3) R30 ° coexisting on the surface, both the phases formed substitution alloys following the fcc substrate. The electronic structure of both the films didn¿t show evidence of charge transfer between the atoms, but of a possible charge redistribution between the states of the Ni atoms in contact with the evaporated film. / Mestrado / Superfícies e Interfaces ; Peliculas e Filamentos / Mestre em Física

Orientadores: Richard Landers, Abner de Siervo / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Fisica Gleb Wataghin / Made available in DSpace on 2018-08-14T22:49:38Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Pancotti_Alexandre_D.pdf: 18876572 bytes, checksum: 607e084dcdd143737b311eaaf705dc73 (MD5) Previous issue date: 2009 / Resumo: Este trabalho apresenta um estudo sobre a estrutura atômica da superfície de dois materiais com potencial para suportar nano partículas metálicas num catalisador modelo, o primeiro, Óxido de Cromo é um suporte usado comercialmente, e o segundo, SrTiO3(100) (STO) tem a característica interessante de induzir o crescimento de nano partículas de alguns metais com formatos definidos pelo tipo de tratamento térmico que o suporte recebeu. O Óxido de cromo estava na forma de filmes ordenados crescidos epitaxialmente sobre um cristal de Pd(111) enquanto que o SrTiO3 consistia de cristal dopado com Nb cortado segundo a face (100). Os filmes de óxido de cromo sobre Pd(111) foram crescidos "in-situ" na câmara de análises pela deposição de cromo metálico numa atmosfera de oxigênio (1,0.10-6 mBar) sobre o substrato aquecido (623K) o que produziu filmes com boa cristalinidade e estequiometria. Foram estudados filmes com duas estruturas diferentes: óxido de cromo com 3.5 Å de espessura que apresentava uma reconstrução tipo p(2x2) e um filme mais espesso com 12.0 Å que mostrava uma reconstrução (V3xV3)R30o, ambos determinados por LEED (Low Energy Electron Diffraction). A composição e a estrutura atômica foram determinadas por XPS (X-Ray Photoelectron Spectroscopy) e XPD (X-Ray Photoelectron Diffraction), respectivamente. Titanato de Estrôncio, SrTiO3 normalmente é um material isolante, mas a adição de Nb como dopante o transformou em um material suficientemente condutor para permitir o uso das mesmas técnicas para o estudo da estrutura atômica e composição de sua superfície. Nestes estudos foram utilizados como fontes de excitação radiação Síncrotron de 700 eV de energia da linha SGM do Laboratório Nacional de Luz Síncrotron e fontes convencionais de raios-X (Al, Mg) Ka. Para o modelamento teórico das estruturas superficiais empregou se o pacote MSCD [1] juntamente com um algoritmo genético [2] para acelerar a procura dos parâmetros estruturais. Determinou se que o filme mais fino de óxido de cromo correspondia a CrO com uma reconstrução p(2x2). A primeira e a segunda distâncias interplanares foram determinadas como sendo iguais a 0,16 Å e 1,92 Å, respectivamente. O filme mais grosso foi estudado em duas situações, como crescido e após tratamento térmico a 973K. Nas duas situações o filme se apresentou como a-Cr2O3(0001), mas com terminações diferentes. Antes do aquecimento do filme os resultados de XPD mostraram que a superfície é terminada por uma camada de "O" com a primeira distância interplanar expandida de 9,5% em relação ao seu valor no volume. Depois do aquecimento, a superfície é terminada em uma dupla camada formada por átomos de Cr, com a primeira distância interplanar reduzida de 68% em relação ao seu valor no volume. Os resultados para a superfície do STO mostraram regiões de SrO e TiO2. Em ambos os casos todas as camadas de cátions relaxam para dentro e os átomos da segunda camada relaxam para fora resultando na corrugação das superfícies do TiO2e SrO. Estes resultados se comparam muito bem com os resultados encontrados por LEED. Usando o algoritmo genético foi possível determinar que 30% da superfície do cristal é recoberta por ilhas de SrO(100) / Abstract: This thesis presents a study of the atomic structure of the surface of two materials with potential as supports for metallic nanoparticles in model catalysts. The first is Chromium Oxide that is used as a support for commercial catalysts, and the second is SrTiO3(100) (STO), which has the very interesting characteristic of inducing the growth of nanoparticles of some metals with different shapes depending on the type of heat treatment of the support. The Chromium Oxide used in this study was in the form of ordered films grown epitaxially on a Pd(111) crystal, while the SrTiO3 consisted of a bulk crystal doped with Nb cleaved along the (100) face. The epitaxial Chromium Oxide films were grown in situ in a surface analysis chamber by evaporating metallic Cr under 1.0x10-6 mBar of O2 pressure on to the substrate heated to 623K. The films as grown showed clear LEED (Low Energy Electron Diffraction) patterns and constant stoichiometry. Two different reconstructions were studied: p(2x2), that was present for thin films of about 3.5 Å, and (V3xV3)R30o, which is characteristic of thicker films (above 12.0 Å). The composition and detailed surface structures were determined by XPS (X-Ray Photo electron Spectroscopy) and XPD (X-Ray Photoelectron Diffraction). SrTiO3 is an insulator, but doping with Nb makes it sufficiently conducting so that it is possible to use LEED, XPS and XPD without charging problems inherent to insulating samples. Two types of radiation were used for exciting the samples: synchrotron radiation (700eV) from the SGM beam line at the Brazilian National Synchrotron Radiation Light Laboratory and conventional X-rays from Al and Mg anodes. To simulate the surface structures the MSCD package [1] was used. To accelerate the optimization of the structural parameters a genetic algorithm [2] was used in conjunction with the MSCD package. The thinner Chromium Oxide film was shown to consist of CrO with a p(2x2) reconstruction, having as first and second interlayer distances 0,16 Å and 1,92 Å respectively. The thicker Chromium Oxide film was studied as grown and after annealing at 973K. In both cases the structure was determined to be a-Cr2O3(0001), but with different surface termination. XPD revealed that the film as grown was terminated by an O monolayer, with the first interlayer distance expanded by 9.5% relative to bulk values. After annealing the film was shown to terminate in two atomic layers of Cr, who¿s interlayer distance was reduced by 68% relative to the bulk. Results for the surface of STO showed regions covered by SrO and TiO2. In both cases the cation layers relaxed inwards and the atoms of the second layer outwards, resulting in corrugated surfaces. These results compare very well with results obtained by LEED. By using the genetic algorithm [2], it was possible to show that 30% of the surface was covered by SrO(100) islands / Doutorado / Física da Matéria Condensada / Doutor em Ciências