O estudo e conhecimento do magnetismo é muito importante para a nossa sociedade, devido ao grande número de aplicações que envolvem as propriedades magnéticas. Por isso, umas das problemáticas vigentes em física do estado sólido é o estudo, conhecimento e controle deste tipo de propriedades em diferentes tipos de materiais, dentre os quais encontramse materiais de dimensões nanométrica como nanofios e nanotubos. No presente trabalho temos como objetivo a realização de estudos sobre propriedades magnéticas tais como anisotropia e magnetização em sistemas formados por nanofios de Ni eletrodepositados em alumina nanoporosa, e nanotubos de NiB crescidos em membrana porosa de policarbonato. A caracterização microestrutural das amostras de nanofios de Ni foi realizada por difração de raios X, microscopia eletrônica de varredura, microscopia de força atômica e microscopia eletrônica de transmissão de alta resolução. Os resultados mostraram que os nanofios de Ni tinham diâmetros de aproximadamente 60nm, são policristalinos com estrutura predominante fcc, embora também foram encontrados grãos minoritários de estrutura hcp. O tamanho de grão esteve na faixa entre 5 e 15 nm, aproximadamente. Por outro lado, os nanotubos de NiB estavam formados por uma liga amorfa de composição Ni80B20, com a presença de uma porção minoritária de pequenos cristalitos de NiB. Os nanotubos tinham comprimentos de 20 ?m aproximadamente, diâmetro externo de 400 nm e espessuras das paredes na faixa entre 50 e 160 nm. Todas as amostras foram caracterizadas magneticamente a partir de medidas de ciclos de histerese, curvas de remanências isotérmica e desmagnetizante (para a obtenção de curvas ?M) e curvas de inversão de primeira ordem (para o cálculo das distribuições FORC). Um novo modelo fenomenológico para estudar anisotropias, desenvolvido em nosso grupo de pesquisa, permitiu a determinação das constantes de anisotropias K1 (constante de anisotropia magnetocristalina de segunda ordem) e Ku (constante de anisotropia uniaxial) nos sistemas de nanofios de Ni. Os resultados mostraram que a constante de anisotropia K1 cresce conforme aumenta o comprimento dos nanofios, ficando próximo e até superior ao valor correspondente ao Ni massivo. O processo de nucleação e propagação de paredes de domínios transversais foi confirmado como mecanismo de inversão da magnetização nos nanofios, por meio da aplicação de um modelo analítico que determina o campo de nucleação do sistema. A importância das interações dipolares no comportamento magnético global destes sistemas foi evidenciada pela determinação das curvas ?M e das distribuições FORC. No caso dos nanotubos de NiB foi determinado que o mecanismo de inversão da magnetização corresponde à nucleação e propagação de vórtices, como acontece em outros sistemas similares. No entanto, foi observado que a espessura da parede do tubo tem um papel importante, porque foi verificado que a coercividade dos nanotubos decresce se a parede deles é suficientemente grossa em comparação com o tamanho de parede de domínio do Ni. Também para estes sistemas, as curvas ?M e das distribuições FORC mostraram a predominância de interações desmagnetizantes. / The study and knowledge of magnetism is very important for our society, due to the large number of applications involving magnetic properties. Therefore, one of the current problems in solid state physics is the study, knowledge and control of this type of properties in different types of materials, among which are materials of nanometric dimensions such as nanowires and nanotubes. In the present work, we have carried out studies on magnetic properties such as anisotropy and magnetization in systems formed by Ni nanowires electrodeposited in nanoporous alumina, and NiB nanotubes grown in polycarbonate porous membrane. The microstructural characterization of Ni nanowire samples was performed by X-ray diffraction, scanning electron microscopy, atomic force microscopy and high resolution transmission electron microscopy. The results showed that Ni nanowires had diameters of approximately 60 nm, are polycrystalline with predominant fcc structure, although a minor fraction of hcp structure was also found. The grain size was in the range between 5 and 15 nm, approximately. On the other hand, the NiB nanotube samples were formed by an amorphous alloy of Ni80B20 composition, with the presence of a minor portion of small NiB crystallites. The nanotubes had lengths of approximately 20 µm, external diameter of 400 nm and wall thicknesses in the range of 50 to 160 nm. All the samples were magnetically characterized by measurements of hysteresis cycles, isothermal and demagnetizing remanence curves (to obtain ?M curves) and first-order reversal curves (for calculating FORC distributions). A new phenomenological model to study anisotropies, developed in our research group, allowed the determination of the anisotropy constants K1 (second order magnetocrystalline anisotropy constant) and Ku (uniaxial anisotropy constant) in the Ni nanowire systems. The results showed that the anisotropy constant K1 increases as the nanowire length increases, being close to and even higher than the Ni bulk value. The process of nucleation and propagation of transverse domain walls was confirmed as the mechanism for magnetization reversal in nanowires. This result as obtained by applying an analytical model that determines the nucleation field of the system. The importance of the dipolar interactions on the global magnetic behavior for these systems was evidenced by the determination of the ?M curves and the FORC distributions. In the case of NiB nanotubes, it was determined that the magnetization reversal mechanism corresponds to the nucleation and propagation of vortices, as in other similar systems. However, it has been observed that the wall thickness of the tube plays an important role because it has been found that the coercivity of the nanotubes decreases if their walls are thick enough compared to the Ni domain wall size. Also, for these systems, the ?M curves and the FORC distributions showed the predominance of demagnetizing interactions.

Nanociência e nanotecnologia se tornaram palavras-chaves para o desenvolvimento científico da maioria das áreas de pesquisa, inclusive a de magnetismo. Por esta razão, há forte demanda por instrumentos capazes de caracterizar sistemas em escalas nanométricas. O Microscópio Ótico de Varredura em Campo Próximo no Modo Magnetoótico (SNOM-MO) se insere neste contexto por ser uma técnica de microscopia com boa resolução espacial e alta sensibilidade magnética, estimada em DM= 2 x 10-12 emu. Ao contrário da microscopia ótica tradicional, os SNOMs detetam a radiação eletromagnética evanescente e conseqüentemente, a resolução não é limitada pelo critério de Rayleigh. O SNOM-MO demonstrou ser uma poderosa ferramenta para obter informações magnéticas locais através de medidas de susceptibilidade diferencial e de ciclos de histerese locais. Utilizando essa segunda ferramenta, foi feito um mapeamento micromagnético experimental do vetor magnetização sobre um objeto quadrado de 2m de CoFeSiBNb amorfo. As medidas obtidas forneceram informações sobre as duas quiralidades existentes em uma estrutura de domínios magnéticos de fechamento, cujo comportamento é determinado pela anisotropia de forma. O estudo também evidenciou que pinnings gerados por defeitos na superfície do objeto exercem grande influência sobre a evolução dos vetores magnetização. Devido à grande quantidade de informações locais este estudo se torna uma potencial base de dados para o desenvolvimento de modelos teóricos mais precisos e completos. Os resultados experimentais obtidos apresentam resolução melhor que 125 nm. O mapeamento nos possibilitou acesso a comportamentos magnéticos intrinsecamente locais que motivaram uma interessante discussão sobre informações de pinnings magnéticos, rotações da magnetização, campos de reversão, processos de reversibilidade da magnetização e anisotropia local. Além disso, atenção especial foi dada para a otimização instrumental dessa técnica com o objetivo de tornar o SNOM-MO um instrumento de medida com resolução nanométrica. Entre esses esforços destacamos a produção de pontas pela técnica do FIB e a introdução de um novo sistema ótico que contribuiu de forma significativa para um melhor controle da polarização da luz. / Nanoscience and nanotechnology have become keywords for scientific development in most areas of research, including magnetism. For this reason, there is a strong demand for tools devoted to nano-scale characterization. The Magnetooptical Scanning Near Field Optical Microscope (SNOM-MO) falls in this context due to be a technique of microscopy with high spatial resolution and magnetic sensitivity, estimated to be DM = 2 x 10-12 emu. In contrast to traditional optical microscopes, SNOM deals with evanescent electromagnetic radiation and, consequently, the resolution is no longer limited by the Rayleigh criterion. The SNOM-MO is a powerful tool to obtain local magnetic information through differential susceptibility and local hysteresis loops. Using this last technique, an experimental micromagnetic mapping was made for the magnetization vector on a square amorphous CoFeSiBNb object. The experimental results obtained provided information about the two chiralities existing in its closure magnetic domain structure, whose behavior is determined mainly by the shape anisotropy. The study also showed that pinnings generated by defects on surface´s object exerted great influence on the dynamic of the magnetization vectors. Due to the large amount of local magnetic information, this kind of study becomes a potential background for the development of more accurate and complete theoretical models. The experimental results demonstrate resolution better than 125 nm. This study has allowed us to access intrinsic magnetic behaviors that motivated an interesting discussion about magnetic pinnings, rotation of magnetization, reversal magnetic fields and local anisotropy. In addition, also special attention was given to the optimization of instrumental technique in order to make the SNOM-MO a measurement instrument with nanometer resolution. Among these efforts we emphasize the production of tips by FIB technique and the introduction of a new optical system which has significantly contributed to a better control of polarization of light.

Neste trabalho, utilizamos o método de primeiros princípios RS-LMTOASA (Real Space - Linear Muffin-Tin Orbital - Atomic Sphere Approximation), baseado na Teoria do Funcional da Densidade (DFT Density Functional Theory) e implementado para o cálculo de estruturas magnéticas não colineares, para investigar as propriedades magnéticas de nanoestruturas adsorvidas em superfícies metálicas. Primeiramente, devido ao aparecimento de estruturas magnéticas complexas, foram estudadas nanoestruturas magnéticas depositadas em substratos ferromagnéticos. Foram consideradas nanoestruturas de Mn tais como nanofios adsorvidos, pirâmides e aglomerados adsorvidos e embebidos, com o tamanho destas nanoestruturas variando de dois até nove átomos depositados em Fe(001) e Fe(110). Nossos cálculos indicam uma interação de troca magnética de longo alcance entre os átomos de Mn-Mn e Mn-Fe. Além disto, a presença de uma forte dependência destas interações de troca magnética com o meio local, frustrações magnéticas e o acoplamento spin-órbita forneceram a possibilidade da presença de estruturas magnéticas complexas tais como, por exemplo, spin espiral e half-skyrmion. Por fim, com o objetivo de estudar nanoestruturas que podem apresentar altos valores de momento magnético, foram investigados nanofios de FexCo1-x adsorvidos em uma superfície de Pt(111) . Nossos resultados indicam que os momentos magnéticos de spin dos átomos de Fe e Co são independentes da concentração de Fe e apresentam valores superiores quando comparados aos das ligas FeCo bcc, enquanto que o momento magnético médio de spin do nanofio FexCo1-x varia linearmente com a concentração de Fe, comportamento este que é diferente da curva de Slater-Pauling observada na liga FeCo bcc. O momento magnético orbital médio do nanofio de FexCo1-x é monotonicamente decrescente com a concentração de Fe que se apresenta bastante diferente a monocamada FexCo1-x sobre Pt(111). / We use the first principles RS-LMTO-ASA (Real Space - Linear Muffin- Tin Orbital - Atomic Sphere Approximation) method, in the framework of the Density Functional Theory and implemented to calculate noncollinear magnetic structures, to investigate the magnetic properties of nanostructures adsorbed on metallic surfaces. First, due to presence of the complex magnetic properties, we investigated magnetic nanostructures deposited on a ferromagnetic substrate. We have considered a variety of nanostructures such as adsorbed wires, pyramids, at and intermixed clusters with sizes varying from two to nine atoms deposited on Fe(001) and Fe(110). Our calculations reveal the long-range nature of exchange interactions between Mn-Mn and Mn-Fe atoms. Moreover, the presence of the strong dependence of these interactions on the local environment, the magnetic frustration, and the effect of spin-orbit coupling lead to the possibility of realizing complex noncollinear magnetic structures such as helical spin spiral and half-skyrmion. Finally, we also investigated FexCo1-x nanowires deposited on Pt(111) surface aiming to investigate materials with large local magnetic moment. Our results reveal that the Fe and Co spin magnetic moment are independent of the Fe concentration with the enhancement of the spin magnetic moment when compared with the FeCo bcc alloys, while the average spin magnetic moment is a linear function of the Fe concentration. This is in contrast to the Slater-Pauling model observed in the FeCo bcc alloys. The average orbital magnetic moment shows a linearly decreasing behavior with the Fe concentration which is in contrast to the behavior of FexCo1-x monolayer on Pt(111) surface.

Orientador: José Marques Júnior / Coorientador: Milton César Costa Campos / Coorientador: Diego Silva Siqueira / Banca: Marcílio Vieira Martins Filho / Banca: Livia Arantes Camargo / Banca: Zigomar Menezes de Souza / Banca: Ricardo Simão Diniz Dalmolin / Resumo: O trabalho fornece informações sobre a formação da Terra Preta Arqueológica e sua relação com a expressão magnética proveniente de minerais litogenênicos, pedogenéticos e influência antrópica. Os resultados da presença de minerais ferrimagnéticos nos solos de Terra Preta Arqueológica (TPA) pode ser utilizada para compreender o processo de formação destes solos ou utilizar a expressão magnética como indicador agrícola para cultivo nestes solos. O trabalho possui dois objetivos: (i) verificar as influências geológicas, pedogenéticas e antrópicas na suscetibilidade magnética (SM) da TPA e (ii) estudar o potencial da SM como indicadora agrícola e ambiental para cultivo nestes solos. Foram abertos treze perfis com TPA e um perfil de floresta (solo não antropogênico), sendo coletadas amostras por horizonte em cada perfil. Próximo de um dos perfis com TPA foi estabelecido uma malha de 70 x 70 m e coletada amostras de solos em espaçamentos regulares de 10 m na profundidade de 0,0-0,20 m. Nas amostras coletadas, realizou-se a análise textural, fertilidade e análises mineralógicas. A SM foi determinada nos solos, nas cinzas das plantas e fragmentos de cerâmica encontradas nas TPAs. Na malha, também foi determinado o fluxo de CO2 (FCO2), temparatura e umidade. Há uma grande diversidade de minerais nas TPA, entre eles destacam-se: goethitas (0,16 a 21,86 g kg-1), hematitas (0,27 a 45,14 g kg-1), e maghemita (em baixas concentrações). A SM foi maior nos horizontes antrópicos dos perfis co... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: The study provides information about the formation of archeological black earth and relation with magnetic expression from lithogenic, pedogenic and anthropogenic minerals. The results of the presence of ferrimagnetic minerals in archeological black earth (ABE) soils can be used to understand the process of formation of these soils or to use magnetic expression as an agricultural indicator for cultivation in these soils. The study has two objectives: i) to verify the geological, pedogenetic and anthropogenic influences on the magnetic susceptibility (MS) of archeoloical black earth (ii) to study the potential of MS as agricultural and environmental indicator for cultivation in these soils. Thirteen archeological black earth profiles and a forest profile (non-anthropogenic soil) were opened, and samples were collected per horizon in each profile. Next to one of the profiles with ABE a grid of 70 m x 70 m was established and soil samples were collected at regular spaced every 10 m at the depth of 0.0-0.20 m. The samples collected determine the textural, fertility and mineralogical analyzes.The MS was determined in soils, in the ashes of plants and ceramic fragments found in ABE. In the grid, the CO2 flux (FCO2), temperature and moisture was also determined. There is a hight diversity of minerals in archeological black earth, among them goethites (0.16 to 21.86 g kg-1 ), hematite (0.27 to 45.14 g kg-1 ), and maghemite (In low concentrations). The MS was higher in the anthropic h... (Complete abstract click electronic access below) / Doutor

Tese (doutorado)—Universidade de Brasília, Instituto de Geociências, 2008. / Submitted by Larissa Ferreira dos Angelos (ferreirangelos@gmail.com) on 2009-09-24T20:40:22Z No. of bitstreams: 1 2008_PercyBorisWolfKlein.pdf: 12443497 bytes, checksum: 717cc79b4e4daeb8f0abcd6aea948473 (MD5) / Approved for entry into archive by Gomes Neide(nagomes2005@gmail.com) on 2011-01-17T16:18:21Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2008_PercyBorisWolfKlein.pdf: 12443497 bytes, checksum: 717cc79b4e4daeb8f0abcd6aea948473 (MD5) / Made available in DSpace on 2011-01-17T16:18:21Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2008_PercyBorisWolfKlein.pdf: 12443497 bytes, checksum: 717cc79b4e4daeb8f0abcd6aea948473 (MD5) Previous issue date: 2008-02 / A parte sul da Faixa Brasília, Província Tocantins, localizada na região central do Brasil, é constituída por metassedimentos, seqüências vulcano-sedimentares, granitos intrusivos e um significativo cinturão de ortognaisses. Estas unidades estão sobrepostas tectonicamente e o metamorfismo varia do fácies xisto verde até anfibolito, caracterizado pelos eventos extensionais ocorridos em 720 e 800 Ma e colisional em 660 Ma. Os anfibolitos da área indicam a presença de protólitos gabróicos e basálticos de afinidade toleiítica com enriquecimento de Fe, baixo teor de Ti, baixa razão La/Yb, fraca anomalia negativa de Eu e εNd(T) próximos à zero, associado a fonte magmática primitiva, variando de basaltos de cordilheiras meso-oceânicas transicionais a basaltos enriquecidos (T-MORB a E-MORB). Um dos anfibolitos é alcalino, com alto teor de TiO2 e razão La/Yb, fraca anomalia de Eu, genericamente relacionado à ambientes tectônicos de rift. Os dados geoquímicos das metavulcânicas intermediárias a ácidas do Grupo Araxá e Seqüência Maratá da Região Ipameri-Catalão, caracterizam eventos extensionais em 720 e 800 Ma. Idade modelo (TDM) entre 1,91 e 2,08 Ga e valores de Nd(T) entre -7,95 e -9,30 indicam que os magmas parentais são derivados da fusão crustal de protólitos variados. Idade modelo (TDM) entre 1,77 e 1,97 e εNd(T) negativos (-7,26 to –9,48) dos metapelitos da área mostram fonte associada à crosta continental paleoproterozóica. Padrões heterogêneos dos ETR destas rochas sugerem diferente proveniência dos protólitos sedimentares do Grupo Araxá – Domínio Oeste. εNd(T) e dados geoquímicos permitiram separar dois grupos de granitóides. Um, constituído pelos granitos Pires Belo e Davinópolis com deformação incipiente, fracamente peraluminosos a metaluminosos do tipo A, com idades de 798 ± 2 Ma e 775 ± 5 Ma. As idade modelo destes corpos são 1,29 e 1,52 Ga e εNd(T) igual a –1,31 e –0,77, respectivamente, sugerindo contribuição de fontes juvenis e mais primitivas. O outro é formado por granitos do Tipo S, gnaissificados com idade modelo entre 1,79 e 2,41 Ga e idade de cristalização de c. 663 Ma, εNd(T) por volta de –9.68, refletindo fonte crustal retrabalhada e ambiente tectônico colisional. Os ortognaisses meso-neoproterozóicos da região de Ipameri - Nova Aurora localizam-se na parte central da área estudada. Dados geológicos, geoquímicos, isotópicos de Sm-Nd e idades U-Pb em zircão permitiram discriminar três domínios: (1) Ortognaisses Nova Aurora de 1.2 Ga; (2) Ortognaisses Goiandira de 640 Ma; e (3) Ortognaisses Ipameri de 790 Ma. A petrografia e geoquímica de rocha total em amostras selecionadas indicam que os protólitos destes ortognaisses são de composição tonalítica a granítica, com afinidade peraluminosa e cálcio-alcalina. Estas rochas são cálcicas a alcali-cálcicas, com εNd(T) entre +2,52 to -11,69, provavelmente associado à margem de arco continental. O domínio mais a oeste, em torno de Nova Aurora, é formado por ortognaisses mesoproterozóicos datados em 1219±13 Ma, εNd(T) = -4,89 e 1259 ± 7 Ma, εNd(T) = - 4,57. Idade modelo deste grupo variam entre 1413 e 2624 Ma e εNd(T) entre -6,52 e +2,52, mostrando mistura de fontes heterogêneas mais antigas com fontes juvenis. Isto permite sugerir que este domínio pode ser a fonte potencial de parte das populações de zircão detrítico mesoproterozóicos do segmento sul da Faixa Brasília. Os ortognaisses do entorno de Goiandira possuem idades entre 634±9 e 717±39 Ma. As idades TDM variam entre 1371 e 2541 Ma e valores calculados de εNd(T) estão entre -4,15 e -11,69. O terceiro domínio ortognáissico ocorre na área de Ipameri. Idades U-Pb em zircão de duas amostras possuem idades de 796 ± 64 Ma e 771 ± 13 Ma, idade modelo (TDM) entre 1913 e 2057 Ma e εNd(T) entre -3,65 e -9,83, sendo que uma das amostras idade por volta de 1284 Ma. Alguns ortognaisses dioríticos, tonalíticos e graníticos da região de Ipameri - Nova Aurora são provavelmente de natureza alcalina com muito alto a alto K e peraluminosos. Os domínios Goiandira 640 Ma e Ipameri 790 Ma estão relacionados com arco magmático continental, construído às margens do Craton do São Francisco. Sua extensão para norte constitui os terrenos granulíticos do Complexo Anápolis-Itauçu. Sugerimos que o domínio dos ortognaisses Nova Aurora, de idades 1230-1260 Ma, associa-se a um fragmento alóctone de arco mesoproterozóico. Estas evidências demonstram que o magmatismo bimodal das rochas da região de Ipameri - Catalão correspondem a um evento de rift continental entre 720 e 800 Ma, associado à crosta oceânica T-MORB a E-MORB. Em 660 Ma ocorreu magmatismo originado pela colisão do Bloco Paranapanema com a região sudoeste do Cráton do São Francisco. ______________________________________________________________________________ ABSTRACT / The part of the southern Brasília Belt, Tocantins Province, exposed in central Brazil, comprises metasedimentary rocks, metavolcano-sedimentary sequences, amphibolites and intrusive granites, and a large orthogneiss belt. These units are tectonically imbricated, and vary in metamorphic grade from lower greenschist to amphibolite facies, characterized by a 720 and 800 Ma extensional, and 660 Ma collisional events. The amphibolites indicate gabbroic and basaltic protoliths, typically of tholeiitic affinity, showing Fe enrichment, low Ti content, low La/Yb ratios, small negative Eu anomalies and εNd(T) close to zero, associated to primitive magma sources varying from transitional to enriched mid-ocean ridge (T-MORB to E-MORB) basalts. One amphibolite is alkaline, with high TiO2 and La/Yb ratio, small negative Eu anomaly and general rift-related characteristics. Geochemical data of the intermediate to acid metavolcanic rocks of the Araxá Group and Maratá Sequence suggest formation in 720 and 800 Ma extensional events. TDM model ages varying from 1.91 to 2.08 Ga and εNd(T) values between -7.95 and -9.30 indicate that the parental magmas derived from crustal melting of varied protoliths. Model ages between 1.77 and 1.97 and negative εNd (-7.26 to –9.48) of metapelitic rocks show a continental crust source indicating provenance of paleoproterozoic rocks. The REE from these rocks indicates heterogeneous patterns, suggesting a different provenance for sedimentary protoliths of the western domain of the Araxá Group in the area. εNd(T) and geochemical data allow the distinction of two groups of granitoids. One comprises the less deformed, slightly peraluminous to metaluminous, A-type, Pires Belo and Davinópolis granites, dated at 798 ± 2 Ma and 775 ± 5 Ma. Their model ages are 1.29 and 1.52 Ga, εNd(T) –1.31 and –0.77, respectively, suggesting important contribution of more primitive and juvenile sources. The second group is formed by more deformed, gneissified peraluminous S type granites with model ages between 1.79 and 2.41 Ga with one crystallization age of c. 663 Ma, with εNd(T) of –9.68, reflecting a reworked crustal source. The meso- neoproterozoic orthogneisses from Ipameri-Nova Aurora occur within the central part of the studied area. From west to east, geological, geochemical and Sm- Nd isotopic data and U-Pb zircon age determinations allow to discriminate three domains: (1) Nova Aurora 1.2 Ga orthogneiss; (2) Goiandira 640 Ma orthogneiss; and (3) Ipameri 790 Ma orthogneiss. Petrography and whole rock geochemistry of selected samples characterize their protoliths as tonalite to granite in composition, with calc-alkaline and peraluminous affinity. They vary from calcic to alkaline-calcic, with variated εNd(T) range (+2.52 to - 11.69), probably formed in a continental margin arc environment. The westernmost domain, around Nova Aurora, comprises mesoproterozoic orthogneisses, dated at 1219±13 Ma, εNd(T) = -4.89 and 1259 ± 7 Ma, εNd(T) = -4.57. Model ages of this group vary between 1413 and 2624 Ma and εNd(T) between -6.52 and +2.52, suggesting mixed juvenile and older heterogeneous sources. This leads to the suggestion that this domain could have been a potential source for part of the mesoproterozoic detrital zircon population reported from the southern Brasília Belt. The orthogneiss domain around Goiandira yielded neoproterozoic ages between 634±9 and 717±39 Ma. Model ages range between 1371 and 2541 Ma and calculated εNd(T) values between -4.15 and -11.69. The third orthogneiss domain is exposed in the Ipameri area. U-Pb zircon ages of two samples yielded 796 ± 64 Ma and 771 ± 13 Ma, εNd(T) between -3.65 and -9.83 and TDM model ages between 1913 and 2057 Ma, with one lower value of 1284 Ma. Some dioritic, tonalitic and granitic orthogneiss in the Ipameri-Nova Aurora region have a different behavior. They have very high- to high-K character and peraluminous affinity with probably alkaline nature. The Goiandira 640 Ma and Ipameri 790 Ma domains are related to a continental magmatic arc, built-up at the margin of the plate that includes the São Francisco Craton. Their northward continuity constitutes the Anápolis-Itauçu granulite terrain. As for the 1230-1260 Ma orthogneiss domain in Nova Aurora, we suggest that it is an exotic fragment of a mesoproterozoic arc built elsewhere. The overall evidence demonstrates that the bimodal magmatism presented in the rocks outcropping in the Ipameri-Catalão region, are related to an extensional continental rift event occurred between 720 and 800 Ma, evolving to an oceanic crust with T-MORB to E-MORB affinity. At 660 Ma there is evidence of continental collision magmatism related to compressional movement between the southwestern portion of São Francisco Craton and Paranapanema Block.

Neste trabalho foram estudadas as propriedades morfológicas, estruturais e magnéticas de nanoestruturas de Fe crescidas em Si(111) vicinal. A análise de superfície foi feita usando microscopia de força atômica e microscopia de tunelamento, e as medidas de caracterização estrutural, por espectroscopia de absorção de raios-X. As propriedades magnéticas foram investigadas usando dois métodos distintos: efeito Kerr magneto-óptico e magnetômetro de força de gradiente alternado. Os substratos foram preparados quimicamente com uma solução NH4F e caracterizados por microscopia de força atômica. As análises morfológicas das superfícies permitiram classificá-las em dois grupos: Si(111)- monoatômicos e Si(111)-poliatômicos. Filmes finos de ferro de 1.5, 3, 6 e 12 nm foram crescidos sobre eles. A análise das superfícies indicou dois modos diferentes de crescimento do ferro; o sistema Fe(x)Si(111)-monoatômico resulta em grãos de ferro aleatoriamente distribuídos, e o sistema Fe(x)Si(111)-poliatômico em nanogrãos de ferro alongados na direção perpendicular aos degraus, auto-organizados. Particularmente no filme Fe(3 nm)/Si(111)-poliatômico, ao redor de metade dos grãos estão alinhados ao longo da direção [110] , ou seja, paralelo aos degraus. O padrão de nanogrãos de ferro alongados orientados perpendicular aos degraus foi interpretado com uma conseqüência da anisotropia induzida durante o processo de deposição e a topologia do substrato Si(111)-poliatômico. Uma forte relação entre a morfologia e a resposta magnética dos filmes foi encontrada. Um modelo fenomenológico foi utilizado para interpretar os dados experimentais da magnetização, e uma excelente concordância entre as curvas experimentais e calculadas foi obtida.

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências Físicas e Matemáticas, Programa de Pós-graduação em Física, Florianópolis, 2010 / Made available in DSpace on 2012-10-25T14:42:05Z (GMT). No. of bitstreams: 1 286975.pdf: 1093886 bytes, checksum: 05e4860e403592e905912422db8046ad (MD5) / Nesta Tese estudamos o efeito do acoplamento dipolar nas propriedades magnéticas de dois tipos de sistemas. O primeiro deles consiste de duas pequenas partículas cujos spins estão acoplados ferromagneticamente. Cada partícula é descrita por uma estrutura bidimensional finita de spins interagindo através da hamiltoniana de Ising, ou por uma rede finita em duas ou três dimensões de spins interagindo através da hamiltoniana de Heisenberg com spins clássicos. Em ambas as situações temos um spin central rodeado por um número variável de camadas magnéticas. O acoplamento entre spins dentro de cada partícula é ferromagnético, e consideramos uma interação dipolar apenas entre as partículas. Nós investigamos o sistema bidimensional de spins de Ising através da aproximação de campo médio e simulações de Monte Carlo. A interação dipolar é calculada de duas maneiras diferentes. Em uma delas, assumimos que a interação dipolar ocorra entre momentos magnéticos efetivos localizados nos centros das partículas, e na outra, computamos diretamente as interações entre todos os pares de spins, um em cada partícula. Mostramos que a diferença entre os valores da energia dipolar calculada pelos dois métodos é descrita por uma lei de potência do tipo d5, onde d é a distância entre os centros das partículas. Calculamos a magnetização e a susceptibilidade em função da temperatura, do número de camadas e da distância entre os centros de partículas. Mostramos que a temperatura crítica aumenta com o número de spins em cada partícula, e isso é mais notável nos cálculos realizados através da aproximação de campo médio que nas simulações de Monte Carlo. O segundo problema estudado nesta Tese consiste de um conjunto de partículas de monodomínio. Este sistema é investigado através de simulações de Monte Carlo em três redes diferentes. Consideramos uma rede cúbica simples, uma rede cúbica de face centrada e uma estrutura tipo líquido. As partículas são acoplados pela interação dipolar de longo alcance e apresentam uma anisotropia uniaxial, cuja magnitude é escolhida a partir de uma distribuição de Gauss e cujos eixos de fácil magnetização estão orientados aleatoriamente no espaço tridimensional. Determinamos a temperatura de bloqueio e as curvas de histerese em função da razão entre as magnitudes da interação dipolar e da anisotropia uniaxial. Mostramos que a remanência e o campo coercivo dependem fortemente da estrutura considerada. Estes resultados são comparados com aqueles obtidos para um sistema de partículas não interagentes.

No presente trabalho foram investigadas as propriedades estruturais, magnéticas e magnetorresistivas de multicamadas magnéticas ultrafinas de Co/Pt acopladas ao IrMn, depositadas por desbastamento iônico tipo magnetron. As técnicas de caracterização utilizadas foram Difratometria e Reflectometria de Raios X, Microscopia de força. Atômica, Magnetometria por Gradiente de Força Alternada e Magnetorresist8ncia. O comportamento da magnetização foi simulado usando o modelo de rotação coerente. A análise dos resultados obtidos por magnetometria e magnetorresistencia mostraram que a anisotropia magnética das amostras de Co/Pt acopladas ao IrMn é córnea. O ângulo do cone foi determinado a partir da simulação dos resultados das curvas de magnetização com campo magnético aplicado no piano do filme, usando-se o modelo de rotação coerente. Para as válvulas de spin, foi observado que a camada semente tem forte influencia sobre as propriedades magnéticas e sobre a magnetorresistência gigante. / In the present work, the structural, magnetic and magnetoresistive properties of ultrathin magnetic Co/Pt multilayers, exchange-coupled to IrMn, deposited by magnetron sputtering, have been investigated. The characterization techniques used were X-ray diffraction and reflectometry, atomic force microscopy, Alternating Gradient-Force Magnetometry and Magnetoresistance. The magnetic behavior was simulated using a coherent rotation model. The magnetometry and magnetoresistance results showed that the magnetic anisotropy of the Co/Pt coupled to IrMn samples is a cone anisotropy. The cone angle was determined from the simulations of the magnetization curves with applied magnetic field at the films' plane, using a coherent rotation model. For the spin valves, it has been observed that the seed layer has a strong influence on the magnetic and giant magnetoresistance properties.

CUNHA, Anderson Magno Chaves. Correspondência entre ondas de spin de um ferromagneto em uma rede favo de mel e a banda de energia do grafeno. 2014. 88 f. Tese (Doutorado em Física) - Programa de Pós-Graduação em Física, Departamento de Física, Centro de Ciências, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2014. / Submitted by Edvander Pires (edvanderpires@gmail.com) on 2014-08-29T18:55:19Z No. of bitstreams: 1 2014_tese_amccunha.pdf: 4561415 bytes, checksum: 8c98814cdc7a5600944fbf5d0bfb400f (MD5) / Approved for entry into archive by Edvander Pires(edvanderpires@gmail.com) on 2014-08-29T18:56:57Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2014_tese_amccunha.pdf: 4561415 bytes, checksum: 8c98814cdc7a5600944fbf5d0bfb400f (MD5) / Made available in DSpace on 2014-08-29T18:56:57Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2014_tese_amccunha.pdf: 4561415 bytes, checksum: 8c98814cdc7a5600944fbf5d0bfb400f (MD5) Previous issue date: 2014 / Spin waves are collective excitations that occur in magnetic materials. These excitations are caused by disturbances in the magnetic system. For example, a small change in temperature causes the precession of a magnetic dipole moment that interacts with neighboring leading to the spread of this disorder. This disturbance has wave character, and can propagate in the direction of any of the nearest neighbors. These waves of spin can be observed by some experimental methods, such as: the inelastic neutron scattering, inelastic scattering of light including Raman and Brillouin scattering, to name a few. The importance of spin waves emerges clearly when magnetoelectronic devices are operated at low frequencies. This situation, the generation of spin waves can sing in a significant loss of energy of these systems, because the excitation of such waves consumes a small part of the energy of the system, becoming important in the innovation process of electronic systems. These waves can be studied using mathematical models like the Heisenberg, Ising, among others. In this model, we can calculate the dispersion relation of the spin waves. The Heisenberg model can be written in terms of operators of creation and destruction through the Holstein-Primakoff transformations. The Hamiltonian that describes the spin waves is now written in terms of bosonic operators. This mathematical description is similar to Tight-Binding Hamiltonian for fermions. This Hamiltonian described, for example, graphene, a material that has recently been discovered and is being treated with much optimism for having a two-dimensional structure that leads to amazing properties. Many possibilities of applications for it have been studied. Our goal here is to make an analogy between the graphene and a magnetic system on a honeycomb lattice. In the magnetic system, we use the Heisenberg model to find the dispersion relations and understand the behavior of the spin waves of the same. While in graphene, we used the Tight-Binding model to find the energy spectrum. Underscoring we use a mathematically identical method for both and found that the curves for power modes have similar behaviors, respecting the particularities of each. Then, we calculate how these modes behave introduction of impurities in substitution sites on one or two lines of the crystal lattice. / Ondas de spin são excitações coletivas que surgem em materiais magnéticos. Essas excitações são causadas por perturbações no sistema magnético. Por exemplo, uma pequena variação na temperatura provoca a precessão de um momento de dipolo magnético que interage com seus vizinhos levando à propagação dessa perturbação. Essa perturbação tem caráter ondulatório, e pode se propagar na direção de qualquer um dos vizinhos próximos. Essas ondas de spin podem ser observadas através de alguns métodos experimentais, tais como: espalhamento inelástico de nêutrons, espalhamento inelástico de luz incluindo espalhamento Raman e Brillouin. A importância das ondas de spin surge claramente quando aparelhos magnetoeletrônicos são operados a baixas frequências. Nessa situação a geração de ondas de spin pode ser um processo significante na perda de energia desses sistemas, pois a excitação de tais ondas consome uma pequena parte da energia do sistema, as tornando importante no processo de inovação dos sistemas eletrônicos. Essas ondas podem ser estudadas através de modelos matemáticos como o de Heisenberg, Ising, dentre outros. Nesse modelo, podemos calcular a relação de dispersão das ondas de spin. O modelo de Heisenberg pode ser escrito em termos de operadores de criação e destruição através das transformações de Holstein-Primakoff. O Hamiltoniano que descreve as ondas de spin é agora escrito em termos de operadores bosônicos. Essa descrição matemática é semelhante ao Hamiltoniano Tight-Binding para férmions. Tal Hamiltoniano descreve, por exemplo, o grafeno, um material que foi descoberto recentemente e vem sendo tratado com muito otimismo, por ter uma estrutura bidimensional que leva a propriedades surpreendentes. Muitas possibilidades de aplicações para ele vêm sendo estudadas. Nosso objetivo aqui é fazer uma analogia entre o grafeno e um sistema magnético em uma rede favo de mel. No sistema magnético, utilizamos o Modelo de Heisenberg para encontrar as relações de dispersão e conhecer o comportamento das ondas de spin do mesmo. Enquanto no grafeno, utilizamos o modelo Tight-Binding para encontrar o espectro de energia. Ressaltando que utilizamos um método matematicamente idêntico para ambos e que as curvas encontradas para os modos de energia são idênticas. Então, calculamos como esses modos se comportam com a introdução de impurezas em substituição em sítios de uma ou duas linhas da rede cristalina.

Submitted by Marco Antônio de Ramos Chagas (mchagas@ufv.br) on 2017-03-13T16:58:27Z No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 2942431 bytes, checksum: 435436fe723ab2616cd3b36614c60a89 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-03-13T16:58:27Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 2942431 bytes, checksum: 435436fe723ab2616cd3b36614c60a89 (MD5) Previous issue date: 2016-04-28 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Nos semicondutores magn ́eticos diluídos (SMD) parte dos átomos da rede cristalina são substituídos por átomos magnéticos, tais como, metais de transição (Mn, Fe, Ni, Co, Cr) ou terras raras (Eu, Gd, Er). Esta inserção de íons magnéticos na estrutura induzem comportamento ferromagnético em um semicondutor não-magnético. O caráter magnético dos a ́ tomos dopantes vem dos elétrons desemparelhados no último nível d (metais de transição) ou f (terras raras) [12]. Assim, as características semicondutoras e ferromagnéticas coexistem nestes materiais onde as propriedades de carga e de spin dos elétrons podem ser manipulados simultaneamente. Este ́e um fato potencialmente importante para aplicações tecnológicas. O CdMnTe ́e um SMD formado pela ligação entre os elementos dos grupos II-VI da tabela periódica, no qual foram introduzidas impurezas magnéticos de Mn substituindo alguns ́atomos de Cd. Nosso estudo foi iniciado com o crescimento de camadas epitaxiais de CdMnTe com diferentes concentrações de Mn (9%, 19%, 40% e 66%). Medidas de difração de raios-x foram efetuadas para determinar a estrutura cristalina do semicondutor e para estimar a concentração de Mn. Medidas de magnetização ̧em função da temperatura e curvas de histerese magnética foram realizados com um dispositivo supercondutor de interferência quântica (SQUID). A presença de características magnéticas foi observada nas amostras a temperaturas baixas para todas as concentrações testadas. Medidas de resistividade foram realizados nos filmes para uma ampla gama de temperaturas entre 5K e 300K. Um comportamento típico paramagnético foi observado a temperaturas elevadas (acima de 40K). Processos de condutividade tipo hopping foi verificado em temperaturas abaixo de 40K para filmes com concentração de 9% de Mn. / In diluted magnetic semiconductors (DMS) part of the atoms in the lattice have been replaced by magnetic atoms, such as, transition metals (Mn, Fe, Ni, Co, Cr) or rare earths metal (Eu, Gd, Er). This insertion of magnetics ions on the lattice did in order to in- duce ferromagnetic behavior in a semiconductor non-magnetic. The magnetic character of dopant atoms comes from unpaired electrons in the outer levels d (transition metal) or f (rare earth) [12]. Thus, the semiconductor and ferromagnetic characteristics coexist in these materials where the property of charge and spin of the electrons can be simulta- neously manipulate. This is the potentially important fact for technological applications. The CdMnTe is a DMS formed by the bond between elements of II-VI groups of the periodic table, where it was introduced magnetic impurities of Mn replacing some Cd atoms. Our study was initiated with the growth of epitaxial layers of CdMnTe for diffe- rent concentrations of Mn (9%, 19%, 40% and 66%). Measurements of X-ray diffraction were made to determine the crystalline structure of the semiconductor and for to estimate the concentration of Mn. Magnetization measurements in function of temperature and magnetic hysteresis curves were performed with a superconducting quantum interference device (SQUID). The presence of magnetic order in our samples was observed at low tem- peratures for all the concentrations tested. Resistivity measurements were performed in the films for a wide range of temperatures between 5K and 300K. The typical paramag- netic behavior was observed at high temperatures (above 40K). The conductivity due hopping processes is checked at temperatures below 40K for the films with concentration of 9% of Mn.