Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Instituto de Geociências, 2014. / Submitted by Ana Cristina Barbosa da Silva (annabds@hotmail.com) on 2015-03-05T19:22:44Z No. of bitstreams: 1 2014_JoaoPauloGomesdeSouza_Parcial.pdf: 6871163 bytes, checksum: 89cc3d442e6b314dfedc53ed12ab0b7d (MD5) / Approved for entry into archive by Raquel Viana(raquelviana@bce.unb.br) on 2015-03-06T17:25:38Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2014_JoaoPauloGomesdeSouza_Parcial.pdf: 6871163 bytes, checksum: 89cc3d442e6b314dfedc53ed12ab0b7d (MD5) / Made available in DSpace on 2015-03-06T17:25:38Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2014_JoaoPauloGomesdeSouza_Parcial.pdf: 6871163 bytes, checksum: 89cc3d442e6b314dfedc53ed12ab0b7d (MD5) / As formações ferríferas do Depósito do Pelado estão inseridas na sequência vulcânica-sedimentar do Grupo Vila Nova no domínio geológico conhecido como Terreno Antigo Cupixi-Tartarugal Grande, no estado do Amapá. A imagem de intensidade magnética mostra uma anomalia com forte magnetização remanescente localizado em baixa latitude magnética, o que dificulta a aplicação da redução ao polo e consequentemente uma inversão por propriedade física, devido a direção da magnetização total não ser conhecida. Optou-se por aplicar transformações de campo com fraca dependência da direção de magnetização como amplitude do campo magnético anômalo (AMCA), sinal analítico da integral vertical (ASVI) e a integral vertical de sinal analítico (VIAS) com o objetivo de obter a correta distribuição da susceptibilidade para a formação ferrífera em sub-superfície atraves da inversão magnética. Foi-se utilizado o software MAG3D e AMP3D para a realização de três inversões sintéticas e três inversões (com dados reais),com as transformações de campo mencionadas anteriormente. Os resultados dos dados reais foram comparados com os dados de furos da sondagem exploratória e os dados de susceptibilidade magnética obtidos por perfilagem dos testemunhos de sondagem. Os resultados mostram que as transformações de campo AMCA, ASVI VIAS e é capaz de delinear a formação de ferro em planta (2D). Em 3D, os métodos AMCA e ASVI possibilitaram o mapeamento das formações ferríferas mineralizadas como mapeado pelas sondagens exploratórias. Propõe-se que, para os corpos de formações ferríferas, com forte magnetização remanescente, em baixas latitudes magnéticas onde o campo magnético da Terra é três vezes menor do que no polo magnético, o uso das técnicas de AMCA e ASVI para o mapeamento de corpos magnéticos mineralizados sub-superfície e localização dos furos. / The banded iron formations from the Pelado deposit are hosted in the vulcanic-sedimentary sequence of the Vila Nova Group at the geological domain known as Terreno Antigo Cupixi-Tartarugal Grande, in the state of Amapá. The image of total magnetic intensity shows an anomaly with strong remanent magnetization located at low magnetic latitude, which makes difficult the reduction of data to the pole and an inversion by physical propriety due the direction of the total magnetization is not known. We opted to apply field transformations with weak dependence on magnetization direction as amplitude of the anomalous magnetic field (AMCA), analytic signal of vertical integral (ASVI) and the vertical integral of analytic signal (VIAS) aiming to obtain the correct distribution of the susceptibility for the sub-surface by magnetic inversion. Utilizing the software MAG3D and AMP3D three synthetic inversions were carried out and three inversions for the iron deposit of the Pelado. The results of the real data were compared to the data from exploration drill holes and magnetic susceptibility data obtained in the well logging. The results show that the field transformations AMCA, ASVI and VIAS are able to outline the iron formation in 2D. In 3D, the methods AMCA and ASVI have mapped the mineralized banded iron formations as mapped by the exploration drilling. It is proposed that for the mineralized bodies of banded iron formations, with strong remanent magnetization, in low magnetic latitudes where the Earth’s magnetic field is three times less than in the magnetic pole, the use of the AMCA techniques and the ASVI for the mapping of sub-surface mineralized bodies and location of drill holes.

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Instituto de Física, 2013. / Submitted by Alaíde Gonçalves dos Santos (alaide@unb.br) on 2013-06-27T12:09:31Z No. of bitstreams: 1 2013_ClauberAlexdeMeloVieira (2).pdf: 2001536 bytes, checksum: a7a0e0a5536380837fe46810cc5390cd (MD5) / Approved for entry into archive by Guimaraes Jacqueline(jacqueline.guimaraes@bce.unb.br) on 2013-06-27T13:07:41Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2013_ClauberAlexdeMeloVieira (2).pdf: 2001536 bytes, checksum: a7a0e0a5536380837fe46810cc5390cd (MD5) / Made available in DSpace on 2013-06-27T13:07:41Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2013_ClauberAlexdeMeloVieira (2).pdf: 2001536 bytes, checksum: a7a0e0a5536380837fe46810cc5390cd (MD5) / Este trabalho apresenta um estudo sobre interações magnéticas em partículas de ferrita a partir da análise de técnicas de magnetização a baixo campo, susceptibilidade AC e gráficos do tipo Henkel, em vários regimes de concentração, de forma a se verificar a influência das interações dipolares e de exchange nas características magnéticas dos sistemas. As amostras aqui utilizadas são nanopartículas de ferrita de cobalto cobertas por uma camada de maguemita em sua superfície mais externa, seguindo um modelo core-shell, sintetizadas na forma de fluido a partir de uma estratégia química de núcleo/superfície. Devido à grande anisotropia das partículas estudadas, nota-se uma clara predominância de interações do tipo dipolo nas amostras, cuja natureza randômica causa um aumento na temperatura de bloqueio de Néel e um comportamento desmagnetizante na magnetização remanente. A interação dipolar – presente em grau relevante mesmo nos sistemas diluídos, comumente considerados pouco interagentes – é, então, mesurada a partir da inserção de uma temperatura fenomenológica, advinda de uma teoria de Vogel-Fulcher, da ordem de algumas dezenas de kelvin. Finalmente, devido a forte contribuição das interações dipolares nas amostras estudadas, a presença de interações de exchange se faz perceptível apenas no regime de maior compactação, isto é, no sistema com a menor distância interpartícula. ______________________________________________________________________________________ ABSTRACT / This work presents a study of magnetic interactions in ferrite particles from the analysis of low field magnetization techniques, AC susceptibility and Henkel plots, in various regimes of concentration, in order to verify the influence of dipolar and exchange interactions in the systems’ magnetic characteristics. The samples used herein are cobalt ferrite nanoparticles covered by a layer of maghemite on its outermost surface, following a core-shell model, synthesized in fluid form from a chemical strategy. Due to the large anisotropy of the studied particles, there is a clear predominance of dipole interactions in the samples, whose random nature causes a rise in Néel’s blocking temperature and a demagnetizing behavior in the remanent magnetization. The dipolar interaction – with a relevant value even in diluted systems, commonly considered as weakly interacting - is then measured from the insertion of a phenomenological temperature, arising from a Vogel-Fulcher theory, of the order of a few tens of kelvin. Finally, because the dipolar interactions have a strong contribution in the samples studied, the presence of exchange interactions becomes perceptible only in the most compacted scheme, i.e. the system with the shortest interparticle distance.

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Instituto de Física, 2009. / Submitted by Larissa Ferreira dos Angelos (ferreirangelos@gmail.com) on 2010-04-19T19:19:01Z No. of bitstreams: 1 2009_PriscillaPaciAraujo.pdf: 3502829 bytes, checksum: 589a0745d2d5f1edd2a63c020adcf2a5 (MD5) / Approved for entry into archive by Lucila Saraiva(lucilasaraiva1@gmail.com) on 2010-04-30T22:08:29Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2009_PriscillaPaciAraujo.pdf: 3502829 bytes, checksum: 589a0745d2d5f1edd2a63c020adcf2a5 (MD5) / Made available in DSpace on 2010-04-30T22:08:29Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2009_PriscillaPaciAraujo.pdf: 3502829 bytes, checksum: 589a0745d2d5f1edd2a63c020adcf2a5 (MD5) Previous issue date: 2009-08 / Nesta dissertação utilizamos vermiculita expandida hidrofobizada como matriz para hospedar nanopartículas via fluido magnético (FM). A vermiculita é um mineral abundante no Brasil, relativamente barato, com elevada capacidade de troca catiônica, quando submetido à presença de alguns elementos. A vermiculita expandida foi tratada com fluidos magnéticos iônico e surfactado. As nanopartículas de óxido de ferro suspensas nos fluidos magnéticos foram obtidas por oxidação da magnetita, que foi previamente obtida por co-precipitação de Fe (II) e Fe (III) em meio alcalino. Uma fração de nanopartículas de óxido de ferro foram dispersas em solução aquosa com pH ácido para produzir o fluido magnético iônico (FMI). A segunda fração foi dispersa em solução aquosa com pH ácido e misturada com ácido oléico sob agitação. O fluido magnético surfactado (FMS) resultante foi disperso em solvente nãopolar (tolueno). Utilizamos microscopia eletrônica de transmissão (MET) e difração de raios- X (DRX) como técnicas de caracterização básica, a fim de encontrar o diâmetro médio das partículas, a polidispersão em diâmetro e a fase do material. A espectroscopia Mössbauer foi utilizada como principal técnica de investigação. As medidas Mössbauer foram realizadas à temperatura ambiente e de nitrogênio líquido das amostras dos fluidos magnéticos congelados, dos pós obtidos das amostras dos fluidos magnéticos, da vermiculita natural e dos nanocompósitos formados. As análises dos dados Mössbauer nos forneceram informações sobre o conteúdo de magnetita-maghemita e do conteúdo efetivamente incorporado na matriz de vermiculita. A razão magnetita/maghemita se apresentou maior nos fluidos magnéticos, revelando que o processo de oxidação da magnetita-maghemita é dependente do tamanho. No que se refere às fases magnetita-maghemita os resultados obtidos por espectroscopia Mössbauer confirmam os dados obtidos por difração de raios-X. Os resultados das micrografias eletrônicas das amostras investigadas serviram para confirmar os dados obtidos dos diâmetros das nanopartículas por difração de raios-X. _________________________________________________________________________________________ ABSTRACT / In this dissertation expanded and hidrofobized vermiculite was used as a hosting template for nanoparticles introduced via magnetic fluid (MF). Vermiculite is an abundant mineral in Brazil, relatively inexpensive, showing enhanced capacity for cationic exchange when exposed to chemical elements. The modified vermiculite was treated with ionic and surfacted magnetic fluids. The iron oxide nanoparticles suspended in the magnetic fluids were obtained by oxidation of magnetite, which was synthesized by co-precipitation of Fe (II) and Fe (III) in alkaline medium. One fraction of the as-produced iron oxide nanoparticles was dispersed in low-pH aqueous solution to produce the ionic magnetic fluid. The second fraction of the asproduced nanoparticles was dispersed in low-pH aqueous solution and mixed with oleic acid under stirring. The resulting surfacted magnetic fluid was produced using a non-polar solvent (toluene). Transmission electron microscopy and X-ray diffraction were used as basic characterization techniques in order to obtain the average particle size, the size dispersion and the materials phases. The Mössbauer spectrum copy was used as the main experimental technique. Mössbauer measurements were carried out at room and at liquid nitrogen temperatures using the frozen magnetic fluid samples, the powder samples obtained from the magnetic fluids, the natural vermiculite, and the produced nanocomposites. The Mössbauer data analyses provided information regarding the magnetite-maghemite contents plus the magnetic content effectively incorporated within the hosting vermiculite. The ratio magnetite/maghemite is higher in the magnetic fluids, indicating that the magnetitemaghemite oxidation is size-dependent. In regard to the magnetite-maghemite phases the Mössbauer data are in agreement with the X-ray data. The electron micrographs of the investigated samples were used to confirm the particle sizes obtained by X-ray diffraction.

Tese (doutorado)—Universidade de Brasília, Programa de Pós-Graduação em Química Analítica, 2011. / Submitted by Débora Amorim Romcy Pereira (deboraromcy@bce.unb.br) on 2011-06-22T14:46:20Z No. of bitstreams: 1 2011_EpitacioPintoMarinho.pdf: 3372116 bytes, checksum: 09dfa0caf383b2e60e3ea565b5f491e3 (MD5) / Approved for entry into archive by Raquel Viana(tempestade_b@hotmail.com) on 2011-07-03T14:18:39Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2011_EpitacioPintoMarinho.pdf: 3372116 bytes, checksum: 09dfa0caf383b2e60e3ea565b5f491e3 (MD5) / Made available in DSpace on 2011-07-03T14:18:39Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2011_EpitacioPintoMarinho.pdf: 3372116 bytes, checksum: 09dfa0caf383b2e60e3ea565b5f491e3 (MD5) / O comportamento de materiais bulk passa a ser diferenciado e ímpar quando suas dimensões encontram-se em escala nanométrica. Com efeito, esta mudança drástica, revela os efeitos de tamanho finito e de superfície induzidos pela razão entre número de átomos/íons/moléculas no seio do material e aqueles localizados na superfície, o que caracteriza a nanoestrutura e como conseqüência induz novas propriedades físicas e químicas com potenciais aplicações nos diferentes ramos da chamada nanotecnologia, entre as quais destacamos a biologia e medicina. Neste contexto, destacam-se as dispersões coloidais magnéticas ou ferrofluidos, cujas partículas podem ser utilizadas como carreadores magnéticos na vetorização de drogas quimioterápicas ou em aplicações de magnetotermocitólise, onde a energia dissipada envolvida nos processos de relaxação magnética faz aumentar a temperatura no interior de células cancerosas provocando a sua morte. Inúmeros trabalhos na literatura científica têm dedicado esforços no aprimoramento dos métodos de síntese/modelagem e no estudo do comportamento físico e químico destes novos materiais com destaque para as técnicas espectroscópicas. Este trabalho, por outro lado vem contribuir de forma original para o estudo das dispersões coloidais magnéticas através de técnicas eletroquímicas, revelando fenômenos até então não desvendados por técnicas óticas, dado a grande absorção das amostras, o que não é um problema quando estamos investigando as propriedades elétricas do meio. Assim, a reatividade química de nanopartículas a base de ferritas do tipo mineral espinélio é explorada neste trabalho, tanto no seio da dispersão coloidal aquosa com o auxílio das técnicas potenciométrica e condutimétrica, revelando equilíbrios do tipo ácido-base de Bronsted-Lowry, como na interface eletrodo/dispersão com as técnicas voltamétrica e coulométrica, revelando processos de transferência de carga. Inicialmente, as amostras investigadas neste trabalho foram sintetizadas utilizando a metodologia bottom-up e analisadas do ponto de vista químico, estrutural e morfológico, com as técnicas de AAS, difração de raios-X e microscopia de alta resolução, respectivamente. Em seguida, investigou-se a estabilidade coloidal a luz do modelo DLVO estendido (X-DLVO) com a determinação da densidade superficial de carga das nanopartículas magnéticas funcionalizadas ou não e o estabelecimento de um diagrama de fase pH-dependente, evidenciando as fases sol, floculado e gel tixotrópico. Ainda, o estudo de curvas i vs. E para as diferentes amostras em uma célula voltamétrica revelou processos de difusão controlada envolvendo as nanopartículas, o que caracteriza um novo campo de investigações dentro da eletroquímica. Finalmente, a partir destes resultados e de forma inédita na literatura científica, estudos coulométricos foram levados a cabo confirmando o modelo cristalográfico de partícula inomogênea conhecido como core-shell. ______________________________________________________________________________ ABSTRACT / The behavior of bulk materials is different and unique when the dimensions are in nanometer scale. Indeed, the spatial confinement reveals finite size and surface effects induced by the ratio between the number of atoms / ions / molecules within the material core and those located on the surface. This induces new physical and chemical properties with potential applications in different branches of the so-called nanotechnology, among biology and medicine. In this context, we highlight the magnetic colloidal dispersions or ferrofluids, whose particles can be used as magnetic carriers in drug vectorization chemotherapies or applications like magnetothermocytolysis, where the energy dissipation involved in the processes of magnetic relaxation increases the temperature inside cancer cells causing their death. Many published works dealt with improving the methods of synthesis and modeling and the study of physical and chemical behavior of these new materials focusing on the spectroscopic techniques. This work gives an original contribution to the study of magnetic colloidal dispersions by electrochemical techniques, revealing phenomena which cannot be disclosed by optical techniques due to the large absorption of the samples. On one hand, the chemical reactivity of nanoparticles is exploited within the aqueous colloidal dispersion, using potentiometric and conductimetric techniques and reveals equilibria of acid-base of Bronsted-Lowry type. On another hand, we investigate charge transfer processes at the interface electrode / dispersion using voltammetric and coulometric techniques. The samples investigated in this work were synthesized using a bottom-up process and their chemical composition, structure and morphology has been checked by AAS, X-ray diffraction and electron microscopy respectively. Next, we investigated the colloidal stability with the determination of the surface charge density of functionalized magnetic nanoparticles or not and the establishment of a pH-dependent phase diagram. Moreover, the study of curves i vs. E. for the different samples revealed diffusion controlled processes involving nanoparticles, which features a new field of research within the electrochemistry. Finally, based on these results and for the first time in the scientific literature, coulometric studies were carried out confirming the crystallographic model of core-shell inhomogeneous particles.

Neste estudo foi analisado o rompimento da camada isolante em junções túnel (BD). As amostras utilizadas foram produzidas por “magnetron sputtering” a partir de alvos de Al e a camada isolante obtida através da oxidação de parte da camada de Al depositada. As curvas experimentais de corrente versus tensão das junções foram ajustadas usando o modelo apresentado por Simmons. Nos ajustes realizados, os parâmetros: espessura, altura da barreira e também área efetiva foram considerados como parâmetros livres. Isto foi feito, levando em consideração, que a área efetiva pela qual ocorre o tunelamento de um eletrodo à outro na junção túnel é algumas ordens de grandeza menor do que a área física da junção túnel. A área efetiva de tunelamento a qual se refere este estudo, corresponde a “hot spots”, regiões onde, devido à flutuações na espessura da barreira, a probabilidade de tunelamento eletrônico é maior. O estudo do BD é realizado normalmente utilizando um grande número de amostras para que se possa fazer um tratamento estatístico dos dados. O que se busca aqui, é evitar a necessidade de um grande número de amostras para realização do estudo. Com os ajustes obtidos das curvas experimentais procurou-se delinear o ambiente em que o rompimento é favorável e dessa forma ter como predizê-lo, evitando a perda do material envolvido. / The breakdown in tunnel junctions was studied in this work. The samples were produced by magnetron sputtering from Al targets and the insulating layer obtained from the partial oxidation of the metallic Al layer. The current versus voltage experimental curves were analyzed using the Simmons’ model, where the insulating layer thickness, barrier height and effective sample’s area were used as fitting parameters. The term “effective area” corresponds to here total areas of hot spots, which occurs in the samples due to thickness fluctuations concentrating in the tunneling current. The study on the breakdown subject, in general, is made on a large set of samples in order to make a statistical treatment of the data. The study, here purposed, suggest a method to avoid a large number of samples to evaluate the breakdown on tunneling junctions. The proposed method shows how to predict the breakdown event without to run until there.

Submitted by Rafael Santana (rafael.silvasantana@ufpe.br) on 2017-12-21T18:46:39Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 811 bytes, checksum: e39d27027a6cc9cb039ad269a5db8e34 (MD5) Johanna Gil Monsalve-Mestrado em Física-2017.pdf: 10870901 bytes, checksum: 67643f5c7354715fef750e27e8a09257 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-12-21T18:46:39Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 811 bytes, checksum: e39d27027a6cc9cb039ad269a5db8e34 (MD5) Johanna Gil Monsalve-Mestrado em Física-2017.pdf: 10870901 bytes, checksum: 67643f5c7354715fef750e27e8a09257 (MD5) Previous issue date: 2017-02-15 / Estudos recentes mostram que o nanocompósito Fe3O4/PANI tem propriedades magnéticas interessantes, como oscilações sustentadas na magnetização, que foram interpretadas como o resultado de uma reação química oscilante que faz que uma fração do conteúdo de magnetita seja transformada em maghemita e vice-versa [1]. Neste trabalho fizemos estudos adicionais. Variamos parâmetros como temperatura, tipo e concentração de ácidos, além de usar como ponto de partida óxidos comerciais e de tamanho maior. Produzimos ainda nanocompósitos Fe2O3/PANI sob as mesmas condições usando Fe2O3 ao invés de Fe3O4. Para os nanocompósitos produzidos estudamos as propriedades magnéticas e estruturais e a cinética química da reação através da magnetização da solução precursora. Os nanocompósitos Fe3O4/PANI e Fe2O3/PANI foram preparados sob UV (365nm) a diferentes tempos de exposição e sob aquecimento (40, 60 e 80 °C), mediante a dispersão das nanopartículas de magnetita e maghemita em uma solução ácida de anilina. Para o estudo de suas propriedades foram usadas medidas de difração de raios X (DRX), análises termogravimétricas e de calorimetria de varredura diferencial (TGA e DSC). Para a caracterização magnética foi usado um magnetômetro de amostra vibrante (VSM) para obter curvas de histereses, plot de Henkel, verificação das mudanças na transição de Verwey e estudo da cinética química a partir da magnetização da solução líquida precursora dos nanocompósitos. Este último resultado foi analisado segundo modelo presa-predador de Lotka Volterra, um modelo simples, qualitativo, para esse sistema relativamente complexo e caótico. As curvas de histerese dos nanocompósitos sintetizados a 40 ºC mostraram oscilações na magnetização; enquanto que para 60 e 80 °C sob UV mostraram um decréscimo acentuado na magnetização máxima com o tempo de reação. As curvas do plot de Henkel mostraram que predominam efeitos de interação de natureza desmagnetizante. Foi observada a transição Verwey, mas deslocada da temperatura típica para os nanocompósitos sintetizados a 40 ºC, sugerindo que isso seja uma evidência das mudanças do número de oxidação do Fe provocados pela polimerização e radiação UV. Finalmente, usando o modelo Lotka-Volterra e suas propriedades matemáticas intrínsecas, verificamos o efeito nos parâmetros do modelo provocados pela mudança de alguns parâmetros importantes da reação. A caracterização estrutural mediante DRX mostraram que todas as nanopartículas são cristalinas exceto para as amostras de 80 ºC após de 1 h de reação. Os difratogramas para as amostras de Fe3O4/PANI tratadas a 60 ºC mostraram um deslocamento dos picos característicos indicando a transformação magnetita/maghemita/magnetita. Aparece também uma nova fase cristalina, a qual foi indexada como hematita. Por outro lado, não há variações muito significativas do tamanho de cristalito para Fe3O4/PANI, enquanto que para os nanocompósitos Fe2O3/PANI tratados a 60 ºC há um leve aumento no tamanho de cristalito com o tempo de síntese, assim como com o aumento na temperatura. A análise TGA e DSC mostrou que a polimerização é favorecida pelo calor e pelo tempo de reação. Além disso, conforme o esperado pelo modelo proposto por A. C. V de Araújo e col. [1], a polimerização para os nanocompósitos Fe2O3/PANI é mais acelerada que Fe3O4/PANI. / Recent studies show that the Fe3O4/PANI nanocomposite has interesting magnetic properties, such as sustained oscillations in magnetization, which have been interpreted as the result of an oscillating chemical reaction that causes a fraction of the magnetite content to be transformed into maghemite and vice-versa [1]. In this work we did additional studies. Where we had changed parameters such as temperature, type and concentration of acids, as well as using commercial oxides with larger sizes. We have also produced Fe2O3/PANI nanocomposites under the same conditions using Fe2O3 instead of Fe3O4. For the produced nanocomposites, we have studied the magnetic and structural properties as well as the chemical kinetics of the reaction through the magnetization of the precursor solution. The Fe3O4/PANI and Fe2O3/PANI nanocomposites were prepared under UV (365 nm) at different exposure times and under heating (40, 60 and 80 °C) by dispersing the nanoparticles of magnetite and maghemite in an acid solution of aniline. X-ray diffraction (XRD), thermogravimetric and differential scanning calorimetry (TGA and DSC) measurements were used to study their properties. For the magnetic characterization, a vibrating sample magnetometer (VSM) was used to obtain hysteresis curves, Henkel plot, verify changes in the Verwey transition and study the chemical kinetics from the magnetization of the liquid precursor solution of the nanocomposites. This last result was analyzed according to the prey-predator model of Lotka-Volterra, a simple, qualitative model for this relatively complex and chaotic system. The hysteresis curves of the nanocomposites synthesized at 40 ºC showed oscillations in the magnetization; while for 60 and 80 °C under UV showed a marked decrease in the maximum magnetization as function of the reaction time. Henkel plot curves showed that the interaction effects have a predominant demagnetizing nature. Verwey transition was observed, but displaced from the typical temperature for the 40 ºC synthesized nanocomposites, suggesting that this is an evidence of the changes in the oxidation number of Fe caused by polymerization and UV radiation. Finally, using the Lotka-Volterra model and its intrinsic mathematical properties, we verified the effect on the parameters of the model caused by the change of some important parameters of the reaction. The structural characterization by XRD showed that all the nanoparticles are crystalline except for the 80 ºC samples after 1 h of reaction. The diffractograms for the Fe3O4/PANI samples treated at 60 °C showed a shift of the characteristic peaks indicating a magnetite/maghemite/magnetite transformation. A new crystalline phase was observed, which was indexed as hematite. On the other hand, there are not significant variations of the crystallite size for Fe3O4/PANI, whereas for the Fe2O3/PANI nanocomposites treated at 60 °C there is a slight increase in the crystallite size over time as well as with the increase in temperature. The TGA and DSC analysis showed that polymerization is favored by heat and reaction time. In addition, as expected by the model proposed by A. C. V de Araújo et al. [1], the polymerization for the Fe2O3/PANI nanocomposites is more accelerated than for Fe3O4/PANI.

Made available in DSpace on 2018-08-01T21:59:53Z (GMT). No. of bitstreams: 1 tese_2961_.pdf: 3713442 bytes, checksum: dcac73723f6c31c611531212df47f559 (MD5) Previous issue date: 2008-03-28 / Ligas nanoestruturadas do tipo Fe84M9Cu1B6 (M=Zr, Nb e V) foram produzidas através da técnica de mecanossíntese usando dois procedimentos distintos (Série I - mistura seqüencial dos pós-elementares ou Série II - mistura total dos póselementares). Enquanto que a fase amorfa tipo FeMCuB foi obtida dominantemente para no primeiro procedimento (Série I), nanogrãos de -Fe(M) dispersos em uma matriz amorfa FeMCuB foram espontaneamente produzidos pela mecanossíntese no procedimento da Série II. O material nanocristalino também foi ativado na Série I após tratamento térmico em temperatura controlada. Os nanogrãos de -Fe(M) em ambas as Séries I e II possuem tamanhos de grãos, obtidos pela expressão de Scherrer, entre 8-10 nm. Utilizando a técnica de calorimetria exploratória diferencial foram estudadas as cinéticas dos processos (i) de relaxação estrutural da matriz amorfa produzida por moagem, (ii) de transformação amorfo-cristalino da fase amorfa e (iii) da cristalização total dos materiais produzidos por mecanossíntese. A relaxação estrutural dos materiais recém-moídos ocorre por volta de 500 K, independentemente do elemento refratário (M), mas sua energia de ativação encontra-se em um intervalo entre 30 e 100 kJ/mol, que depende do procedimento (Série I ou Série II) e também do elemento refratário M (Zr, V, Nb). Tomando, por exemplo, a liga Fe84Zr9Cu1B6 produzida nos procedi- mentos das Séries I e II foi verificado uma redução no valor do pico da temperatura de relaxação de aproximadamente 3%, mas as energias de ativação dos materiais preparados nas Séries I e II são substancialmente diferentes, ou seja, são 96 e 31 kJ/mol para as Séries I e II, respectivamente. O processo de cristalização ocorre no intervalo de temperatura de 730 750 K para o 1º. estágio e com energia de ativação da ordem VII entre 55 e 160 kJ/mol, enquanto que o 2º. estágio da cristalização ocorre entre 636 e 939 K e com energias de ativação entre 105 e 330 kJ/mol, dependendo do elemento refratário e do tipo de procedimento de preparação da amostra (Série I ou Série II). Os valores das temperaturas de cristalização e das energias de ativação, associadas com os 1º e 2º estágios de cristalização, são menores para as amostras ativadas mecanicamente quando comparadas com os valores das respectivas grandezas obtidas para uma liga semelhante preparada por melt-spinning. Este efeito de redução dos valores das temperaturas e das energias foi associado principalmente com um grande número de defeitos nos pós moídos, induzidos pelo processo de mecanossíntese. A espectroscopia Mössbauer foi à técnica usada para uma descrição da microestrutura dos materiais produzidos nas Séries I e II. Três regiões distintas foram observadas. As fases amorfas das matrizes FeMCuB foram caracterizadas por possuírem distribuições de campos magnéticos hiperfinos com pico em torno de 20 T. Dentro das fases amorfas das matrizes foi possível, em alguns casos, determinar regiões ricas e pobres em Fe. Por outro lado, os caroços/núcleos dos nanogrãos de -Fe(M) possuem campos magnéticos hiperfinos em torno de 33 T, enquanto que os átomos de Fe nas superfícies dos nanogrãos de -Fe(M) têm uma contribuição na distri- buição de campos magnéticos hiperfinos em campos de proximadamente 31T. As propriedades magnéticas e hiperfinas da liga amorfa Fe84M9Cu1B6 produzida nesta tese são comparáveis com as observadas na liga preparada pelo método de melt-spinning com composição química similar.

Made available in DSpace on 2018-08-01T21:59:56Z (GMT). No. of bitstreams: 1 tese_4577_Tese final Breno Segatto.pdf: 7653565 bytes, checksum: 535bded5504ec622722be78efafb4194 (MD5) Previous issue date: 2011-01-21 / As propriedades magnéticas dos sistemas AFe2O4 (A = Ni, Zn e Co) tipo espinélio processados mecanicamente e as das ferritas NiFe2O4 preparadas pela técnica de sol-gel protéico foram sistematicamente estudadas via espectroscopia Mössbauer do 57Fe sem campo aplicado e via medidas de magnetização, enquanto a estrutura cristalina foi investigada usando difração de raios X. Especificamente, para o NiFe2O4 mecanicamente processado, medidas de espectroscopia Mössbauer do 57Fe com campo também foram realizadas. Para a ferrita nanocristalina mecanicamente processada do tipo espinélio, a estrutura hiperfina estudada pela espectroscopia Mössbauer nos permitiu distinguir duas principais contribuições magnéticas: uma atribuída ao núcleo do grão cristalino (n-G), o qual possui propriedades magnéticas similares às volumétricas (n-AFe2O4) da estrutura tipo espinélio AFe2O4 (A = Ni, Zn e Co) e outra devido a uma região de contorno de grão (CG), a qual apresenta desordens topológicas e químicas (d-AFe2O4). A espectroscopia Mössbauer determinou uma grande fração para a região d-AFe2O4 das ferritas nanocristalinas AFe2O4 moídas por longos tempos (maiores que 80 horas). Da espectroscopia Mössbauer com campo magnético aplicado, foi determinado que os spins do n-NiFe2O4 são inclinados (canted) em relação ao campo magnético aplicado, com isso, uma estrutura do tipo esperomagnética é sugerida para o d-NiFe2O4 com 63% da área do espectro Mössbauer. Os dados Mössbauer para o NiFe2O4 nanocristalino também mostraram que mesmo com campo aplicado de 12 T, a saturação magnética não foi alcançada para as duas fases magnéticas (n-NiFe2O4 e d-NiFe2O4). Em geral, as curvas de histerese para os AFe2O4 (A = Ni, Zn e Co), obtidos no protocolo de resfriamento com campo e registrados para campos de varredura (com campos máximos de 7 T), são deslocadas em ambos os eixos (magnetização e campo magnético), para temperaturas abaixo de 50 K. Também foi demonstrado que a XI configuração da fase tipo vidro de spin da ferrita NiFe2O4 é fortemente modificada pelos consecutivos ciclos de campo, consequentemente a interação magnética NiFe2O4/d-NiFe2O4 é também afetada neste processo. Temos que enfatizar que a ferrita ZnFe2O4 mecanicamente processada tem estrutura do tipo espinélio inversa com uma temperatura de ordem magnética (acima de 40 K) alta em relação a seu equivalente volumétrico (11 K). Por sua vez, mostra-se neste trabalho que as ferritas nanocristalinas de NiFe2O4, preparadas pelo método de sol-gel protéico, não apresentaram deslocamentos na curva de histerese, após o resfriamento com campo magnético e, ao mesmo tempo, as curvas de histerese não estavam saturadas. A aparente ausência do efeito de descolamento horizontal (exchange bias) é explicada pelo fato de que no método de sol-gel os grãos cristalinos são grandes (~19 nm) e, consequentemente, o campo de exchange bias vai a zero, uma vez que o HEB α 1/tFI , onde o parâmetro tFI é a espessura ferrimagnética, assumida ser do tamanho de grão. Comparando os resultados magnéticos obtidos para a ferrita nanocristalina NiFe2O4 preparada pela moagem em altas energias e pelo método sol-gel, pode-se concluir que os deslocamentos nas curvas de histerese são extremamente dependentes da alta anisotropia da fase d-AFe2O4 (A = Ni e Zn). Portanto, os efeitos de deslocamentos nas curvas são devidos ao campo de exchange bias nas interfaces d-AFe2O4/n-AFe2O4 e, também, ao efeito de congelamento de spins causados pelo resfriamento da fase tipo vidro de spin com campo magnético aplicado.

Made available in DSpace on 2018-08-01T21:59:57Z (GMT). No. of bitstreams: 1 tese_4578_Tese final André Luiz Alves.pdf: 10741439 bytes, checksum: 82c36aa2fd6ff232260e8dc67a0b2b4e (MD5) Previous issue date: 2011-01-25 / Neste trabalho, investigamos a influência da redução dos tamanhos dos cristalitos e do efeito de desordem química, induzido pela moagem em altas energias sobre a transformação martensítica da liga tipo Heusler Ni2Mn1,44Sn0,56 com e sem dopagem de Fe nos sítios cristalográficos da estrutura tipo L21. Usamos a difração de raios - X para estimar do tamanho do grão em função do tempo de moagem e medimos magnetização DC para estudarmos as propriedades magnéticas e a transformação martensítica desta liga. Determinamos que o aumento no tempo de moagem produz redução dos grãos cristalinos, aumentando significativamente as regiões de contornos de grãos, que possuem alto grau de desordem química e topológica e que favorecem estados magneticamente frustados de spins. Usamos medidas de espectroscopia Mössbauer do 119Sn e do 57Fe para caracterizarmos as frações magnéticas desses átomos na estrutura L21 e acompanharmos localmente o magnetismo e correlacioná-lo com as propriedades de volume medidas por magnetização DC. Como principais resultados, das desordens induzida pela moagem, observamos um aumento no efeito de Exchange Bias e um decréscimo das propriedades magnetocalóricas da liga tipo Heusler Ni2Mn1,44Sn0,56, quando aumentamos o tempo de moagem. O aumento no campo de Exchange Bias, explicamos pelo crescimento da fração das regiões de contornos de grãos com estados magnéticos tipo vidro de spin (ou/e antiferromagnético) relativamente à fração de átomos no grão ferromagneticamente ordenada. Por outro lado, concluímos que a queda na entropia magnética (efeito magnetocalórico) se deve a redução na variação nos valores de magnetização das fases austenítica e martensítica (mudança relativa nas magnetizações durante a transformação martensítica). Redução esta, da magnetização, que associamos com o crescimento das regiões de contornos de grãos, que é VIII magneticamente morta e não tem a transformação martensítica. Da dopagem com Fe nos diferentes sítios cristalográficos da estrutura L21 da liga tipo Heusler Ni2Mn1,44Sn0,56, demonstramos que as diferentes formas e propriedades/características nas curvas de magnetização durante a transformação martensítica se devem as diferentes frações de átomos de 57Fe com acoplamento ferromagnético com Mn. Por fim, observamos que um posterior tratamento térmico da liga moída restaura a estrutura cristalina do tipo L21, melhorando algumas das propriedades magnéticas relacionadas com a transformação de fase estrutural denominada de martensítica.

Made available in DSpace on 2018-08-01T22:29:43Z (GMT). No. of bitstreams: 1 tese_9225_Dissertação Alisson Carlos Krohling.pdf: 2429112 bytes, checksum: f92593b97461fb04c678592fb42300f2 (MD5) Previous issue date: 2015-08-31 / Nesta dissertação de mestrado a anisotropia unidirecional anômala e o efeito de Exchange Bias foram estudada na multicamada Si(100)/Ta(3nm)/NiFe(3nm)/ /IrMn(7nm)/Ta(1nm), depositada por sputtering DC, sistematicamente por difração de raios-X e medidas de magnetometria. Em particular, as amostras como-preparada e a aquecida a 600 K foram investigadas por difração de raios-X com as geometrias para baixo ângulo (refletividade) e alto ângulo (convencional) para caracterizar as propriedades estruturais e interfaciais do filme. Medidas de magnetização foram realizadas em uma ampla gama de temperatura (300 600 K), para estudar as propriedades magnéticas destas duas amostras (como-preparada e aquecida). As curvas de M(H) em temperatura ambiente tem mostrado um deslocamento horizontal do laço de histerese para a amostra como-preparada. Este efeito foi associado a uma anisotropia unidirecional anômala induzida durante a procedimento de preparação da amostra (propriedades intrínsecas), ou seja, um efeito que estava presente antes da realização do processo de field cooling necessário para induzir o efeito de Exchange Bias. Este comportamento anômalo, observado no filme da amostra como-preparada Si(100)/Ta(3nm)/NiFe(3nm)/IrMn(7nm)/Ta(1nm), pode ser explicado assumindo um efeito de interdifusão na interface Ta/NiFe sem a mudança estrutural. Este efeito de interdifusão que ocorre durante a preparação da amostra é devido a fase NiFeTa ser magneticamente dura (quando comparada com a fase do NiFe), consequentemente na amostra como preparada há duas contribuição magnéticas: (i) uma fase mole NiFe, magneticamente acoplada ao camada do IrMn, que é responsável pela visualização do deslocamento do laço horizontalmente (anisotropia unidirecional anômala) e (ii) uma fase NiFeTa dura que não influencia a anisotropia unidirecional anômala, mas que tem seus momentos magnéticos rotacinados incoerentemente com os spins da camada NiFe. A combinação das medidas em baixas e altas temperaturas e os dados estruturais indicam que é possível remover esta anisotropia anômala quando a amostra é aquecida em um intervalo de 520-570 K, que é o intervalo da temperatura de bloqueio deste efeito. Portanto os dados de medidas em altas temperaturas sugerem um aumento das interdifusões interfaciais atômicas do Ta/NiFe e NiFe/IrMn, levando a degradação da amostra assim como a formação de uma fase NiFeIrMnTa, com um completo desaparecimento da contribuição da camada NiFe.