Neste trabalho foi realizada a investigação de interações hiperfinas em amostra nano estruturadas e filmes finos de dióxido de háfnio por meio da técnica de correlação angular gama-gama perturbada (CAP), com o intuito de realizar um estudo sistemático do comportamento dos parâmetros quadrupolares com a temperatura de tratamento térmico. Para a realização destas medidas foi utilizada a ponta de prova 181Hf -> 181Ta que foi produzida na própria amostra por irradiação, no reator IEA-R1 do IPEN. As amostras foram obtidas através do processo químico sol-gel e as análises dos compostos realizadas por difração de raios-X, EDS e MEV. As amostras em forma de pó foram todas produzidas pelo Laboratório de Interações Hiperfinas do IPEN, no entanto o filme fino com espessura de 10nm foi produzido pelo Centro de Lasers e Aplicações (CLA) do IPEN e o filme fino de espessura de 409nm foi produzido pelo Laboratório de Interações Hiperfinas da Universidade de Lisboa. As medidas foram realizadas todas à temperatura ambiente e os resultados mostraram que a fase monoclínica encontra-se presente em todas as amostras e sua fração tende a aumentar sempre com o aumento da temperatura de tratamento térmico na qual foram submetidas às amostras. A impurificação de algumas amostras com elementos Co e Fe foi realizada com a intenção de se observar o comportamento da amostra em função da temperatura de tratamento térmico e também verificar a existência de ferromagnetismo à temperatura ambiente. / Hyperfine interactions in the powder samples and nanostructured thin films of hafnium dioxide have been studied through the perturbed angular correlation (PAC) technique in order to perform a systematic study of the behavior of quadrupole parameters with the annealing temperature. The PAC measurements were performed with the 181Hf -> 181Ta probe. The probe was produced by the neutron irradiation in the IEA-R1 nuclear reactor of IPEN. Samples were prepared using sol-gel chemical process. The samples were analyzed by X-ray diffraction, SEM and EDS. The powder samples were all produced in the Laboratory of Hyperfine Interactions of IPEN, however the thin film with a thickness of 10nm was produced by the Lasers and Applications Center (CLA) of IPEN and the thin film of a thickness of 409nm were produced by the Hyperfine Interactions Laboratory of the Lisbon University. All the measurements were perform at room temperature and showed that the monoclinic phase is present in all the samples and their fraction tends to increase with increasing annealing temperature to which the samples were submitted. Some of the samples were doped with 3d elements Co and Fe in order to observe the possible existence of ferromagnetism at room temperature.

O estudo computacional da interação de biomoléculas com metais de transição é bastante desafiador. Sendo assim, investigamos computacionalmente diferentes propriedades eletrônicas, estruturais e hiperfinas de complexos metálicos, a saber: a) o gradiente do campo elétrico de Crown thioethers coordenados à Ag e ao Cd e comparado com as medidas da técnica espectroscópica Time Differential Perturbed Angular Correlation durante o decaimento nuclear 111Ag -> 111Cd ; b) o acoplamento hiperfino no metal coordenado à bases de Schiff e comparado com as medidas de ressonância eletrônica paramagnética durante o equilíbrio ceto-enol; c) a interação termodinâmica entre o complexo [Cu(isaenim)]2+ e o sulco menor do DNA, por meio da dissociação do complexo supramolecular [Cu(isaenim)]2+-DNA, comparada com a energia livre experimental fornecida pela constante de equilíbrio de formação deste sistema; e d) por meio do cálculo do acoplamento hiperfino realizamos alguns passos na direção da caracterização teórica do complexo supramolecular no estado ligado. Utilizamos a teoria do funcional da densidade no esquema de Kohn-Sham para obter as propriedades hiperfinas eletrônicas e magnéticas dos complexos metálicos. No estudo do equilíbrio ceto-enol utilizamos simulações de dinâmica molecular clássica e híbrida QMMM para estimar as distancias Cu-Oágua. No caso do complexo supramolecular [Cu(isaenim)]2+-DNA, simulações de dinâmica molecular e metadinâmica clássica foram utilizadas para propor uma rota de reconhecimento molecular em um oligômero de DNA. / Computational study of the interaction of biomolecules with transition metals is very challenging. Thus, we have investigated different electronic, structural and hyperfine properties of the metal complexes: a) the electric field gradient properties of Crown thioethers coordinated with Ag and Cd and compared to Time Differential Perturbed Angular Correlation measurements during nuclear decay; b) the hyperfine coupling in the metal of Schiff basis coordinated with copper and compared to electronic paramagnetic resonance measurements during the keto-enol equilibrium; c) the thermodynamic interaction between [Cu(isaenim)]2+ complex and the DNA minor groove, by the dissociation of this supramolecular complex, comparing its free energy experimental provided by the formation constant; and d) through the calculation of the hyperfine coupling in the Cu, we characterized the bound state of this supramolecular complex. We used the density functional theory in the Kohn-Sham scheme in order to obtain the electric and magnetic hyperfine properties of the metal complexes. In the keto-enol equilibrium study, we used classic and QMMM molecular dynamics to estimate the Cu-Owater distances. Regarding [Cu(isaenim)]2+-DNA system, classical molecular dynamics and metadynamics simulations were used to propose a molecular recognition route in a DNA oligomer.

Neste trabalho foi realizada a investigação de interações hiperfinas em amostra nano estruturadas e filmes finos de dióxido de háfnio por meio da técnica de correlação angular gama-gama perturbada (CAP), com o intuito de realizar um estudo sistemático do comportamento dos parâmetros quadrupolares com a temperatura de tratamento térmico. Para a realização destas medidas foi utilizada a ponta de prova 181Hf -> 181Ta que foi produzida na própria amostra por irradiação, no reator IEA-R1 do IPEN. As amostras foram obtidas através do processo químico sol-gel e as análises dos compostos realizadas por difração de raios-X, EDS e MEV. As amostras em forma de pó foram todas produzidas pelo Laboratório de Interações Hiperfinas do IPEN, no entanto o filme fino com espessura de 10nm foi produzido pelo Centro de Lasers e Aplicações (CLA) do IPEN e o filme fino de espessura de 409nm foi produzido pelo Laboratório de Interações Hiperfinas da Universidade de Lisboa. As medidas foram realizadas todas à temperatura ambiente e os resultados mostraram que a fase monoclínica encontra-se presente em todas as amostras e sua fração tende a aumentar sempre com o aumento da temperatura de tratamento térmico na qual foram submetidas às amostras. A impurificação de algumas amostras com elementos Co e Fe foi realizada com a intenção de se observar o comportamento da amostra em função da temperatura de tratamento térmico e também verificar a existência de ferromagnetismo à temperatura ambiente. / Hyperfine interactions in the powder samples and nanostructured thin films of hafnium dioxide have been studied through the perturbed angular correlation (PAC) technique in order to perform a systematic study of the behavior of quadrupole parameters with the annealing temperature. The PAC measurements were performed with the 181Hf -> 181Ta probe. The probe was produced by the neutron irradiation in the IEA-R1 nuclear reactor of IPEN. Samples were prepared using sol-gel chemical process. The samples were analyzed by X-ray diffraction, SEM and EDS. The powder samples were all produced in the Laboratory of Hyperfine Interactions of IPEN, however the thin film with a thickness of 10nm was produced by the Lasers and Applications Center (CLA) of IPEN and the thin film of a thickness of 409nm were produced by the Hyperfine Interactions Laboratory of the Lisbon University. All the measurements were perform at room temperature and showed that the monoclinic phase is present in all the samples and their fraction tends to increase with increasing annealing temperature to which the samples were submitted. Some of the samples were doped with 3d elements Co and Fe in order to observe the possible existence of ferromagnetism at room temperature.

O estudo computacional da interação de biomoléculas com metais de transição é bastante desafiador. Sendo assim, investigamos computacionalmente diferentes propriedades eletrônicas, estruturais e hiperfinas de complexos metálicos, a saber: a) o gradiente do campo elétrico de Crown thioethers coordenados à Ag e ao Cd e comparado com as medidas da técnica espectroscópica Time Differential Perturbed Angular Correlation durante o decaimento nuclear 111Ag -> 111Cd ; b) o acoplamento hiperfino no metal coordenado à bases de Schiff e comparado com as medidas de ressonância eletrônica paramagnética durante o equilíbrio ceto-enol; c) a interação termodinâmica entre o complexo [Cu(isaenim)]2+ e o sulco menor do DNA, por meio da dissociação do complexo supramolecular [Cu(isaenim)]2+-DNA, comparada com a energia livre experimental fornecida pela constante de equilíbrio de formação deste sistema; e d) por meio do cálculo do acoplamento hiperfino realizamos alguns passos na direção da caracterização teórica do complexo supramolecular no estado ligado. Utilizamos a teoria do funcional da densidade no esquema de Kohn-Sham para obter as propriedades hiperfinas eletrônicas e magnéticas dos complexos metálicos. No estudo do equilíbrio ceto-enol utilizamos simulações de dinâmica molecular clássica e híbrida QMMM para estimar as distancias Cu-Oágua. No caso do complexo supramolecular [Cu(isaenim)]2+-DNA, simulações de dinâmica molecular e metadinâmica clássica foram utilizadas para propor uma rota de reconhecimento molecular em um oligômero de DNA. / Computational study of the interaction of biomolecules with transition metals is very challenging. Thus, we have investigated different electronic, structural and hyperfine properties of the metal complexes: a) the electric field gradient properties of Crown thioethers coordinated with Ag and Cd and compared to Time Differential Perturbed Angular Correlation measurements during nuclear decay; b) the hyperfine coupling in the metal of Schiff basis coordinated with copper and compared to electronic paramagnetic resonance measurements during the keto-enol equilibrium; c) the thermodynamic interaction between [Cu(isaenim)]2+ complex and the DNA minor groove, by the dissociation of this supramolecular complex, comparing its free energy experimental provided by the formation constant; and d) through the calculation of the hyperfine coupling in the Cu, we characterized the bound state of this supramolecular complex. We used the density functional theory in the Kohn-Sham scheme in order to obtain the electric and magnetic hyperfine properties of the metal complexes. In the keto-enol equilibrium study, we used classic and QMMM molecular dynamics to estimate the Cu-Owater distances. Regarding [Cu(isaenim)]2+-DNA system, classical molecular dynamics and metadynamics simulations were used to propose a molecular recognition route in a DNA oligomer.