Neste trabalho, utilizando métodos de primeiros princípios baseados no formalismo LMTO-ASA (\"Linear Muffin-Tin Orbital - Atomic Sphere Approximation\"), calculamos a estrutura eletrônica e as propriedades magnéticas de sistemas metálicos com simetria bidimensional. Usando o método de espaço real RS-LMTO-ASA, estudamos superfícies de Fe e Pd nas direções [001], [110] e [111]. Investigamos como os diferentes aspectos estruturais inerentes aos sistemas formados por camadas de Pd sobre as superfícies de Fe(001), Fe(110) e Fe(111) interferem no comportamento magnético destes sistemas, procurando explicar os diferentes alcances de polarização das camadas de Pd observados experimentalmente. Passamos, então, a estudar o comportamento magnético de defeitos em superfícies de Pd(001), Pd(110) e Pd(111). Para impurezas de Fe e Co em superfícies de Pd, obtivemos valores de momento magnético local próximos ao da saturação, e mostramos que a variação destes momentos, com o número de primeiros vizinhos em torno do defeito, é aproximadamente linear. Obtivemos uma alta polarização induzida nos átomos de Pd vizinhos às impurezas indicando a existência de um momento magnético gigante, de superfície semelhante ao observado, experimentalmente, para impurezas de Fe e Co em Pd bulk. Estudamos impurezas de Ru em superfícies de Pd, investigando um possível aumento no momento do Ru, uma vez que indícios de magnetismo foram observados experimentalmente no caso desta impureza em Pd bulk. No caso da superfície de Pd(001), investigamos também propriedades magnéticas de sistemas constituídos por aglomerados isolados de Fe embebidos na superfície de Pd e por camadas aleatórias de Fe e Co sobre essa superfície. Os resultados para camadas aleatórias foram obtidos dentro da aproximação do potencial coerente (CPA), utilizando o método \"Tight-Binding\" TB-LMTO-ASA de espaço k. Finalmente, utilizamos o método RS-LMTO-ASA para investigar o comportamento magnético de camadas de Cr em sanduíches e super-redes Fe/Cr/Fe(001), e mostramos que os efeitos da compressão da rede e da rugosidade na interface Fe-Cr podem causar uma grande redução nos momentos magnéticos das camadas de Cr mais centrais. Nossos resultados estão em boa concordância com os resultados experimentais da literatura e com os resultados teóricos obtidos por outros métodos, quando existentes. / In this work we use first principles methods based on the LMTO-ASA (\"Linear Mufün-Tin Orbital - Atomic Sphere Approximation\") formalism to study the electronic structure and magnetic properties of metallic systems with bidimensional symmetry. Using the Real Space (RS-LMTO-ASA) method we study the Fe and Pd surfaces on [001], [110] and [111]. We investigate how the different structural aspects of Pd layers on the Fe(001), Fe(110) and Fe(111) surfaces affect their own magnetic behavior, determining their relation to the experimentally observed polarization ranges of the Pd layers. We also investigate the magnetic behavior of some defects in Pd(001), Pd(110) and Pd(111) surfaces. For the case of Fe and Co impurities in Pd surfaces, we obtain for their magnetic moment values near the saturation one, and we show that these values decrease linearly as the number of nearest neighbors increases. We obtain a high polarization induced in the atoms of Pd near the impurities, which indicates the existence of a surface giant magnetic moment similar to the one experimentally observed for impurities of Fe and Co in bulk Pd. We study Ru impurities in Pd surfaces, investigating a possible increase in the Ru magnetic moment, once experimental results indicate the presence of magnetism in the case of Ru in bulk Pd. We also investigate the magnetic properties of isolated Fe clusters embedded in the Pd(001) surface, and of random layers of Fe and Co in the Pd(001) surface. The results for the random layers are obtained using the coherent potential approximation (CPA), using the k-space Tight-Binding (TB-LMTO-ASA) method. Moreover, the magnetic behavior of thin layers of Cr in Fe/Cr/Fe(001) trilayers and superlattices is studied using the RS-LMTO-ASA method. The effects of lattice compression and interface mixing are investigated, and it is shown that they can cause large reductions of the Cr magnetic moments. The values are in general in excellent agreement with experiment and other calculations, when available in the literature.

O estudo do sistema antiferromagnético diluído K2Fe1-xInxCl5.H2O com a finalidade de se estudar efeitos de campos aleatórios, mostrou o aparecimento de uma magnetização remanente (Mr) quando o composto é resfriado sujeito a um campo magnético externo. Esta magnetização remanente surge ao longo do eixo de fácil magnetização, abaixo de TN, para campos tão baixos quanto alguns mOe. A presença deste efeito foi observada também em outros compostos como por exemplo no Rb2Fe1-xInxCl5.H2O. A origem de Mr está provavelmente associada à presença de domínios antiferromagnéticos que se formam mesmo em campos muito baixos, e cujas paredes são presas por íons não magnéticos e defeitos. No caso do composto com rubídio, as paredes se encontram aparentemente menos presas, podendo levar a outros efeitos como a observação de fenômenos de relaxação magnética quando o campo em que a amostra é resfriada é retirado abaixo de TN. É sugerido neste trabalho que a magnetização remanente está provavelmente armazenada nas paredes de domínio formadas, já que o comportamento de Mr não segue aquele observado para a sub-rede antiferromagnética. Estudamos também o efeito da diluição na transição entre as fases antiferromagnética e spin-flop. Observamos a presença de uma histerese para o caso dos compostos K2Fe1-xInxCl5.H2O, além de um alargamento da transição. A presença destes efeitos está provavelmente associada à presença de uma fase mista onde as fases antiferromagnética e spin-flop coexistem em uma estrutura de domínios. No caso dos compostos Rb2Fe1-xInxCl5.H2O, de uma modo geral é observado apenas um alargamento da transição, sem o aparecimento de histerese. Neste caso, é possível a existência de uma fase intermediária induzida por campos aleatórios, similar àquela proposta por Aharony. As medidas de calor específico realizadas com e sem campo magnético externo aplicado no sistema (Nd1-xSmx)2CuO4 mostrou em todos os casos a presença de um máximo. Através do estudo do comportamento deste máximo, observamos a presença de duas regiões de diluição de comportamento distinto. Para x > 0.7, o comportamento é aquele observado para um sistema antiferromagnético simples diluído. A aplicação de campo neste caso, leva a uma pequena diminuição na temperatura em que o máximo ocorre. Para x < 0.7 temos que o efeito dominante é o mesmo que aquele observado para o caso do Nd2CuO4. O comportamento do Nd2CuO4 não é o de um antiferromagneto simples, já que as interações entre as sub-redes de Cu e de Nd levam a um “splitting” do estado de energia fundamental da sub-rede de Nd, e consequentemente a um comportamento do tipo Schottky no calor específico. / Magnetization measurements performed on diluted antiferromagnetic compounds K2Fe1-xInxCl5.H2O in order to study the Random Fields Ising Model revealed the existence of a remnant magnetization (Mr) when the sample is cooled below TN in an applied axial magnetic field. This remnant magnetization along the easy axis direction is observed in magnetic fields as low as a few mOe. Other diluted compounds, like Rb2Fe1-xInxCl5.H2O, also show the same behavior. The origin of this remnant magnetization is probably related to the presence of low field antiferromagnetic domains, which walls are pinned by non-magnetic ions and defects. For the Rb-based compound, the walls are probably not strongly pinned. In this case, when the field is turned off bellow TN relaxation effects are sometimes observed. It is suggested in this work that the remnant magnetization is stored in the domain walls, since the Mr behavior is quite different from the one observed for the antiferromagnetic sublattice. We have also studied the dilution effect in the spin-flop transition. It is possible to observe the presence of an anomalous widening and a hysteresis in the transition region for the K2Fe1-xInxCl5.H2O compound. These effects are probably related to the presence of a mixed intermediate phase, where the spin-flop and the antiferromagnetic phase coexist in a domain structure. For the Rb2Fe1-xInxCl5.H2O compound, it is usually observed just a widening of the transition, without hysteresis. In this case it is possible the existence of a random fields induced intermediate phase, similar to the one proposed by Aharony. Specific heat measurements performed with and without applied fields in samples of (Nd1-xSmx)2CuO4 showed the presence of a maximum at low temperatures in all samples studied. The Sm concentration (x) dependence of the temperature of this maximum showed two regions with different behavior. For x > 0.7, the specific heat curve is similar to the one observed in ordinary diluted antiferromagnetic compounds. The temperature of the maximum decreases with increasing applied magnetic field. On the other hand, for x < 0.7, the effect is similar to the one observed for the pristine Nd2CuO4. The Nd2CuO4 behavior is not the one observed in ordinary antiferromagnets, since the Nd-Cu interaction causes a splitting of the ground state level of the Nd sublattice and, consequently, a Schottky like behavior in the specific heat measurements.

CoordenaÃÃo de AperfeÃoamento de Pessoal de NÃvel Superior / Ondas de spin sÃo excitaÃÃes coletivas que surgem em materiais magnÃticos. Essas excitaÃÃes sÃo causadas por perturbaÃÃes no sistema magnÃtico. Por exemplo, uma pequena variaÃÃo na temperatura provoca a precessÃo de um momento de dipolo magnÃtico que interage com seus vizinhos levando à propagaÃÃo dessa perturbaÃÃo. Essa perturbaÃÃo tem carÃter ondulatÃrio, e pode se propagar na direÃÃo de qualquer um dos vizinhos prÃximos. Essas ondas de spin podem ser observadas atravÃs de alguns mÃtodos experimentais, tais como: espalhamento inelÃstico de nÃutrons, espalhamento inelÃstico de luz incluindo espalhamento Raman e Brillouin. A importÃncia das ondas de spin surge claramente quando aparelhos magnetoeletrÃnicos sÃo operados a baixas frequÃncias. Nessa situaÃÃo a geraÃÃo de ondas de spin pode ser um processo significante na perda de energia desses sistemas, pois a excitaÃÃo de tais ondas consome uma pequena parte da energia do sistema, as tornando importante no processo de inovaÃÃo dos sistemas eletrÃnicos. Essas ondas podem ser estudadas atravÃs de modelos matemÃticos como o de Heisenberg, Ising, dentre outros. Nesse modelo, podemos calcular a relaÃÃo de dispersÃo das ondas de spin. O modelo de Heisenberg pode ser escrito em termos de operadores de criaÃÃo e destruiÃÃo atravÃs das transformaÃÃes de Holstein-Primakoff. O Hamiltoniano que descreve as ondas de spin à agora escrito em termos de operadores bosÃnicos. Essa descriÃÃo matemÃtica à semelhante ao Hamiltoniano Tight-Binding para fÃrmions. 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 aplicaÃÃes para ele vÃm sendo estudadas. Nosso objetivo aqui à fazer uma analogia entre o grafeno e um sistema magnÃtico em uma rede favo de mel. No sistema magnÃtico, utilizamos o Modelo de Heisenberg para encontrar as relaÃÃes 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 mÃtodo matematicamente idÃntico para ambos e que as curvas encontradas para os modos de energia sÃo idÃnticas. EntÃo, calculamos como esses modos se comportam com a introduÃÃo de impurezas em substituiÃÃo em sÃtios de uma ou duas linhas da rede cristalina. / 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.

Submitted by Cássia Santos (cassia.bcufg@gmail.com) on 2017-07-10T11:42:20Z No. of bitstreams: 2 Dissertação - Raphael Lucas de Sousa e Silva - 2017.pdf: 3882688 bytes, checksum: 6b33233b331ed11ce579c9148910d0d4 (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) / Approved for entry into archive by Luciana Ferreira (lucgeral@gmail.com) on 2017-07-10T11:46:08Z (GMT) No. of bitstreams: 2 Dissertação - Raphael Lucas de Sousa e Silva - 2017.pdf: 3882688 bytes, checksum: 6b33233b331ed11ce579c9148910d0d4 (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) / Made available in DSpace on 2017-07-10T11:46:09Z (GMT). No. of bitstreams: 2 Dissertação - Raphael Lucas de Sousa e Silva - 2017.pdf: 3882688 bytes, checksum: 6b33233b331ed11ce579c9148910d0d4 (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Previous issue date: 2017-03-03 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / Among the various iron oxides studied, a magnetite (Fe3O4) stands out due to its superparamagnetic behavior and its high biocompatibility. Luminescent properties working cooperatively in magnetic nanoparticles with which the material converts certain types of energy into emission of electromagnetic radiation at the same time, which enables an interaction by magnetic fields. In the present work, an investigation and structural, elemental and morphological analysis of superparamagnetic / luminescent particles formed by coating of iron oxide by an SiO2 base network was carried out. The Fe3O4 oxide was synthesized by the coprecipitation method, and in the Eu3+ rare earth together with the 1,10-phenanthroline linker in the network, were responsible for energy transfer processes in systems that checked as optical materials for materials. The nanocomposites synthesized obeyed the formation of a core-shell system and was verified by micrographs obtained by Electron Transmission Electron Microscopy, evidencing a formation of nanoparticles of varied sizes. As the compositions of the phases of the materials were characterized by X-ray Diffraction, Radiated Spark Energy and Absorption Spectroscopy in the Infrared region, showing a crystal phase of the magnetic oxide and a formation of nanocomposite. The properties of interest (magnetism and photoluminescence) were evaluated and the respective results presented agreed with each other, with characteristic emissions of Eu3+ emitting a pink coloration, and an emission intensity for a concentration of this species in the material. The materials presented a superparamagnetic behavior, evidencing that the oxide coating did not change as Fe3O4 magnetic characteristics, and is in turn presented in a saturation magnetization of 55 emu / g with a magnetic domain of 8.9 nm. As nanoparticles have dimensions that indicate that a part has a magnetic domain. / Entre os diversos óxidos de ferro estudados, a magnetita (Fe3O4) destaca-se, devido ao seu comportamento superparamagnético e a sua alta biocompatibilidade. Propriedades luminescentes trabalhando de forma cooperativa em nanopartículas magnéticas faz com que o material converta certos tipos de energia em emissão de radiação eletromagnética ao mesmo tempo, que possibilita a interação por campos magnéticos. No presente trabalho, foi investigada a síntese e a caraceterização estrutural, elementar e morfológica de partículas superparamagnéticas/luminescentes formadas pelo revestimento do óxido de ferro por uma rede a base de SiO2. O óxido Fe3O4 foi sintetizado pelo método de coprecipitação, e o íon terra-rara Eu3+ juntamente com ligante 1,10-fenantrolina na rede, foram responsáveis por processos de transferência de energia inter e intrasistemas que conferiram as propriedades ópticas aos materiais. Os nanocompósitos sintetizados obedeceram a formação de um sistema core-shell sendo comprovado pelas micrografias obtidas por Microscopia Eletrônica de Transmissão, evidenciando a formação de nanopartículas de tamanhos variados. As composições das fases dos materiais foram caracterizadas por Difração de Raios X, Energia Dispersiva de Raios X e Espectroscopia de Absorção na região do Infravermelho, mostrando a fase cristalina do óxido magnético e a formação do nanocompósito. As propriedades de interesse (magnetismo e fotoluminescência) foram avaliadas e seus respectivos resultados apresentaram concordância entre si, com emissões características do íon Eu3+ emitindo uma coloração rosa, e a intensidade de emissão foi equivalente a concentração desta espécie no material. Os materiais apresentaram um comportamento superparamagnético, evidenciando que o recobrimento do óxido não alterou as características magnéticas do Fe3O4, e este por sua vez apresentou uma magnetização de saturação de 55 emu/g com domínio magnético de 8,9 nm. As nanopartículas apresentaram dimensões que indicaram que majoritariamente uma partícula possui apenas um domínio magnético.

Este trabalho apresenta o estudo das propriedades físicas de amostras de KxMoO2-? e MoOy. São reportados resultados de difratometria de raios X e de nêutrons, cálculo de densidade de estados pela teoria do funcional da densidade, medidas de espectroscopia de fotoemissão, resistividade elétrica, magnetização, calor específico e expansão térmica. Resultados de difratometria de raios X e de nêutrons, com ajustes baseados em simulações realizadas com o programa GSAS, permitiram selecionar as amostras monofásicas e de boa qualidade. As medidas de espectroscopia de fotoemissão mostram que a existência de alta fração Mo3+/Mo4+ em diversas amostras de KxMoO2-? e MoOy é a responsável pela anomalia da resistividade elétrica descrita pela lei de potência prevista no modelo do líquido de Luttinger (LL). A observação da anomalia nas curvas de resistividade elétrica em amostras de MoO2 deficientes em oxigênio suporta que tal comportamento está relacionado à presença de íons Mo3+ e não com a presença de K. Resultados de magnetização e resistividade elétrica confirmaram a existência de supercondutividade no sistema K-Mo-O. Foi observada que a temperatura crítica (TC) é função da composição inicial de K, sendo que foi encontrada a mais alta TC reportada para este sistema (TC ~9,5 K). Medidas de magnetização mostraram ainda a coexistência de supercondutividade e magnetismo no composto KxMoO2-?. Foi ainda observada uma transição do tipo metal de Bose para isolante em uma amostra de KxMoO2-? que reforça a evidência da formação de pares de Cooper nesse sistema. Por fim, medidas de calor específico, expansão térmica e resistividade elétrica evidenciaram a existência de uma transição de fase de primeira ordem em altas temperaturas (entre 250 e 270 K) tanto em amostras policristalinas de KxMoO2-? e MoOy quanto em monocristais de MoO2. A transição observada no MoO2 nunca foi reportada para este material. Esta transição é discutida com base na movimentação dos átomos de Mo existentes nas ligações unidimensionais de Mo-Mo e nas distorções dos octaedros de MoO6 presentes na sua estrutura cristalina. / This work presents the study of physical properties in polycrystalline samples of KxMoO2-?, and MoOy. We present results of X-ray and Neutrons diffraction patterns, density of states calculations by density functional theory, photoemission spectroscopy, electrical resistivity, magnetization, specific heat, and thermal expansion measurements. X-ray and neutrons diffraction results as well as calculations of the structure and diffractograms carried out by simulations using GSAS shown which the samples are high quality. Photoemission spectroscopy measurements shown the existence of Mo3+/Mo4+ in high fraction for KxMoO2-? and MoOy which are responsible to electrical anomalous behavior described by powder law predicted in the Luttinger Liquid theory. The observation of anomalous is related to Mo3+ ions in the samples. Magnetization and electrical resistivity confirm the existence of superconductivity in K-Mo-O system. It was observed that the critical temperature (TC) is a function of the starting composition of K and the higher TC found out and reported for this system (TC ~9.5 K). Magnetization measurements also have shown the coexistence of superconductivity and magnetism in KxMoO2-?. It was observed a Bose metal-insulator transition in K0.05MoO2-? which further evidence of the formation of Cooper pairs in the system. Finally, specific heat measurements, thermal expansion and electrical resistivity evidenced the existence of first order phase transition in high temperatures (between 250 and 270 K) in KxMoO2-? and MoOy polycrystalline as well as MoO2 single crystal. This transition is discussed looking for Mo atoms moving in the one-dimensional links Mo-Mo and of the distortions of MoO6 octahedra in the crystalline structure.

Submitted by Cleide Dantas (cleidedantas@ufpa.br) on 2014-08-04T13:28:01Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23898 bytes, checksum: e363e809996cf46ada20da1accfcd9c7 (MD5) Dissertacao_FormulacaoImplementacaoPacote.pdf: 18521004 bytes, checksum: 5a1e56c851024f3a4b89fa031123237e (MD5) / Rejected by Irvana Coutinho (irvana@ufpa.br), reason: Item sem assunto. on 2014-08-07T16:42:20Z (GMT) / Submitted by Cleide Dantas (cleidedantas@ufpa.br) on 2014-09-04T12:41:23Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23898 bytes, checksum: e363e809996cf46ada20da1accfcd9c7 (MD5) Dissertacao_FormulacaoImplementacaoPacote.pdf: 18521004 bytes, checksum: 5a1e56c851024f3a4b89fa031123237e (MD5) / Approved for entry into archive by Irvana Coutinho (irvana@ufpa.br) on 2014-09-10T14:50:06Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23898 bytes, checksum: e363e809996cf46ada20da1accfcd9c7 (MD5) Dissertacao_FormulacaoImplementacaoPacote.pdf: 18521004 bytes, checksum: 5a1e56c851024f3a4b89fa031123237e (MD5) / Made available in DSpace on 2014-09-10T14:50:06Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23898 bytes, checksum: e363e809996cf46ada20da1accfcd9c7 (MD5) Dissertacao_FormulacaoImplementacaoPacote.pdf: 18521004 bytes, checksum: 5a1e56c851024f3a4b89fa031123237e (MD5) Previous issue date: 1992 / PETROBRAS - Petróleo Brasileiro S.A. / UFPA - Universidade Federal do Pará / FADESP - Fundação de Amparo e Desenvolvimento da Pesquisa / CNPq - Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / FINEP - Financiadora de Estudos e Projetos / O presente trabalho consiste na formulação de uma metodologia para interpretação automática de dados de campo magnético. Desta forma, a sua utilização tornará possível a determinação das fronteiras e magnetização de cada corpo. Na base desta metodologia foram utilizadas as características de variações abruptas de magnetização dos corpos. Estas variações laterais abruptas serão representadas por polinômios descontínuos conhecidos como polinômios de Walsh. Neste trabalho, muitos conceitos novos foram desenvolvidos na aplicação dos polinômios de Walsh para resolver problemas de inversão de dados aeromagnéticos. Dentre os novos aspectos considerados, podemos citar. (i) - O desenvolvimento de um algoritmo ótimo para gerar um jôgo dos polinômios "quase-ortogonais" baseados na distribuição de magnetização de Walsh. (ii) - O uso da metodologia damped least squares para estabilizar a solução inversa. (iii) - Uma investigação dos problemas da não-invariância, inerentes quando se usa os polinômios de Walsh. (iv) - Uma investigação da escolha da ordem dos polinômios, tomando-se em conta as limitações de resolução e o comportamento dos autovalores. Utilizando estas características dos corpos magnetizados é possível formular o problema direto, ou seja, a magnetização dos corpos obedece a distribuição de Walsh. É também possível formular o problema inverso, na qual a magnetização geradora do campo observado obedece a série de Walsh. Antes da utilização do método é necessária uma primeira estimativa da localização das fontes magnéticas. Foi escolhida uma metodologia desenvolvida por LOURES (1991), que tem como base a equação homogênea de Euler e cujas exigências necessárias à sua utilização é o conhecimento do campo magnético e suas derivadas. Para testar a metodologia com dados reais foi escolhida uma região localizada na bacia sedimentar do Alto Amazonas. Os dados foram obtidos a partir do levantamento aeromagnético realizado pela PETROBRÁS. / In this work we develop a method for the automatic interpretation of magnetic field data. This methodology determines the boundaries and magnetizations of geologic units. The often of abrupt variations of the magnetization of geological units are modeled in this methodology. These abrupt lateral variations will be represented by discontinuous polynomials known as Walsh polynomials. Several new concepts were developed in order to apply Walsh polynomials to solve aeromagnetic data inversion problems. Among these new concepts we can list. (i) - An optimum algorithm to generate a set of "quasi-orthogonal" polynomials using a Walsh magnetization distribution. (ii) - The use of the damped least squares method to stabilize the inverse solution. (iii) An investigation of positional invariance problems, which are inherent in the Walsh polynomials. (iv) - The choice of the order of the polynomials taking into account the limitations of resolution and the behaviour of the eigenvalues. Using these features of magnetized bodies it is possible to formulate the direct problem, i.e, the bodies magnetization obeys Walsh distribution. It is also possible to formulate the inverse problem, in which the magnetization that generates the observed field obeys the Walsh series. Prior to applying the method it is necessary to estimate the depths to the magnetic sources. We have chosen a method developed by LOURES (1991), which is based on the Euler homogenous equation which requires the knowledge of the magnetic field and its derivatives. We tested the method with real data from a region in the Alto Amazonas sedimentary basin. The aeromagnetic data were provided by PETROBRÁS.

Quais propriedades magnéticas são modificadas quando se agrupam átomos de Fe/Co para formar estruturas quasi-2D, se comparadas aos nanofios (quasi-1D) de FexCo1-x? E como estas propriedades reagem com a variação da proporção de Fe/Co nos aglomerados? A fim de responder a estas questões, trímeros de FexCo1-x depositados em Pt(111) são investigados utilizando o método de primeiros princípios Real Space-Linear Muffin-Tin Orbital-Atomic Sphere Approximation (RS-LMTO-ASA) no âmbito da Teoria do Funcional da Densidade (DFT). Diferentes configurações de trímeros triangulares são consideradas, variando-se as posições e a concentração dos átomos de Fe/Co. Neste trabalho, demonstra-se a ocorrência de uma tendência não-linear estritamente decrescente dos momentos orbitais médios como função da concentração de Fe, distinta do encontrado tanto para os nanofios de FexCo1-x (dependência linear) quanto para a monocamada correspondente (dependência não-linear). Os resultados obtidos mostram ainda que os momentos orbitais variam com o ambiente local e com a direção de magnetização, especialmente quando associados aos átomos de Co, em concordância com publicações anteriores. A mudança de dimensionalidade quasi-1D (nanofios) para quasi-2D (trímeros compactos) não afeta o comportamento dos momentos de spin, que permanecem descritos por uma função linear com respeito à proporção de Fe/Co. Ambos o formato e a concentração de Fe nos sistemas apresentam um papel importante nos valores de energia de anisotropia magnética. Em adição, observou-se que o subtrato de Pt opera ativamente na definição das propriedades magnéticas dos aglomerados. Embora todas as configurações lineares e compactas dos aglomerados de FexCo1-x sejam estáveis e exibam interações fortemente ferromagnéticas entre os primeiros vizinhos, nem todas revelaram o ordenamento colinear como estado fundamental, apresentando uma interação de Dzyaloshinskii-Moriya não-desprezível induzida pelo acoplamento spin-órbita. Estes casos específicos são: o trímero triangular de Co puro e o trímero linear (nanofio) de Fe puro, para o qual foi verificado o acoplamento do tipo Ruderman-Kittel-Kasuya-Yosida entre os átomos de Fe constituintes. Os resultados obtidos contribuem para o entendimento de quais mecanismos definem o magnetismo nos trímeros de FexCo1-x/Pt(111), e discutem as questões presentes atualmente na literatura no contexto destes sistemas. / Which nanomagnetic properties change when we group Fe/Co atoms to form quasi-2D structures, in comparison with FexCo1-x nanowires quasi-1D arrangements? And how these properties react with the Fe/Co proportion variation? To answer these questions, FexCo1-x trimers deposited on the Pt(111) surface are investigated with the first-principles Real Space-Linear Muffin-Tin Orbital-Atomic Sphere Approximation (RS-LMTO-ASA) method in the framework of the Density Functional Theory (DFT). Different configurations of triangular trimers are considered, varying the positions and concentration of Fe/Co atoms. We demonstrate the occurrence of a strictly decreasing nonlinear trend of the average orbital moments with the Fe concentration, different from what was found for FexCo1-x/Pt(111) nanochains (linear dependence), but also contrasting to the monolayer behavior (nonlinear dependence). Our results show that the orbital moments change with local environment and the direction of magnetization, especially for Co atoms, in agreement with previous investigations. When the structures deposited on Pt(111) change from quasi-1D (nanowires) to quasi-2D (compact trimers) arrangements, the average spin moments are still described by a linear function with respect to Fe/Co proportion. Both the Fe concentration and shape of the system have an important role on the magnetic anisotropy energy values. In addition, we observed that Pt substrate operates actively on the obtained magnetic properties. Although all studied linear and compact FexCo1-x configurations are stable and substantially ferromagnetic for nearest-neighbors interactions, not all revealed a collinear magnetic ordering as ground state, presenting a non-negligible Dzyaloshinskii-Moriya interaction induced by spin-orbit coupling. For this particular case we can mention the triangular pure Co trimer and the linear (nanowire) pure Fe trimer, which shows a Ruderman-Kittel-Kasuya-Yosida-like coupling between the constituent Fe atoms. The obtained results contribute to the understanding of which mechanisms define the magnetism of FexCo1-x/Pt(111) trimers, and discuss issues currently present in literature in the context of these systems.

Nos últimos anos novas propriedades magnéticas, eletrônicas e ópticas, têm sido observadas em sistemas de nanopartículas (NPs) feitas de diferentes tipos de materiais. Em nanoestruturas do tipo núcleo@casca, a composição de um núcleo magnético com uma casca plasmônica apresenta características que lhe conferem promissor potencial para aplicações em áreas como eletrônica, biomédica, farmacêutica, óptica e catálise. Este trabalho apresenta uma nova abordagem para a produção de nanopartículas metálicas do tipo núcleo@casca pela combinação de técnicas físicas, o método de agregação gasosa e fontes de magnetron sputtering planar/radial. As NPs produzidas foram analisadas magneticamente por VSM e SQUID, sua morfologia por HRTEM, a sua composição por RBS e EDS, a sua estrutura cristalina por XRD e as propriedades ópticas por espectrofotometria de UV-Visível. Os resultados experimentais serão apresentados para o sistema Co@Cu, mas a técnica pode ser utilizada para produzir NPs compostas de outros elementos químicos. Em paralelo a produção de nanopartículas, o gerador de NPs foi totalmente reestruturado. Foram testadas diferentes aberturas de saída das nanopartículas, viabilizando uma deposição do material de forma homogênea em áreas maiores. As novas aberturas possuem formato cônico, plano e de grades (600 furos com diâmetros entre 50 µm e 224 µm). Através destas grades foi possível obter uma distribuição espacial homogênea de nanopartículas. A entrada de gás no gerador também foi modificada, a fim de otimizar a deposição dos aglomerados e obter uma reprodutibilidade na operação do equipamento. Foram testados diversos modos de entrada do gás: na lateral do copo, no centro em diferentes distâncias do alvo e por último na região em torno do alvo, sendo a última a melhor configuração obtida. / In recent years new magnetic, electronic and optical properties have been observed in nanoparticles (NPs) made of different conjugation of materials. In magnetic nanostructures of the core@shell type, the compound of a magnetic core and a plasmonic shell, provides many features with potential for applications in areas such as electronics, biomedical, pharmaceutical, optical and catalysis. This work presents a new approach to the production of metallic core@shell nanoparticles by the combination of physical techniques, the gas aggregation method and planar/radial magnetron sputtering sources. The produced NPs were magnetically analyzed by VSM e SQUID, the morphology by SEM and HRTEM, the stoichiometry by RBS and EDS, the crystal structure by XRD and UV-Visible spectrophotometry. The experimental results will be presented for the system Co@Cu but the technique can be used to produce NPs composed of other chemical elements. In parallel to the production of nanoparticles, the NPs generator has been completely redesigned. Different apertures were tested enabling deposition of homogeneous material in large areas. The nanoparticles are now spread on the substrate using the frontal apertures shaped as conical, plane and grids (600 holes ranging from 50 µm to 224 µm diameters). Through these grids we have obtained a homogeneous spatial distribution of NPs. The gas inlet in the NP generator was modified, in order to optimize the deposition of NPs and to obtain reproducibility in the operation of the equipment. Several gas injection modes were explored, as p.e. lateral; frontal to the center of the target at different distances; and finally through the gap of the sputtering gun, in parallel to the target surface. The last option was the best configuration.

A liga de FeRh apresenta uma transição de fase magneto-estrutural de primeira ordem próxima da temperatura ambiente, fazendo deste material um forte candidato para aplicações de gravação magnética termicamente assistida ou em refrigeradores magnéticos. Em baixas temperaturas o FeRh apresenta uma fase antiferromagnética enquanto em altas temperaturas apresenta uma fase ferromagnética. Cientes disto, neste trabalho foram analisados as transições de fase de filmes de FeRh, porém quando na presença de nanofios de Ni. Para isso foram fabricados filmes de FeRh, próximos da composição equiatômica, sobre uma matriz nanoporosa de Al 2 O 3 com nanofios de Ni. A matriz nanoposora foi produzida por um processo de anodização em dois passos, sendo preenchido os poros com Ni via eletrodeposição. O filme de FeRh foi crescido por deposição via magnetron sputtering, em duas temperaturas distintas, 525 e 600 o C. Um tratamento térmico in situ a 600 o C, por uma hora, foi feito no filme depositado na mesma temperatura. Curvas de magnetização em função de campo magnético aplicado, em temperaturas fixas, mostraram comportamentos característicos de filmes ou nanofios quando medidos nas direções preferenciais de cada componente, respectivamente, sugerindo um forte acoplamento via magnetoestrição entre os elementos. Foi analisada a dependência da transição de fase com relação a condições de magnetização dos nanofios de Ni, sendo observado clara dependência do comportamento da transição de fase com relação à estas condições. A transição de fase do FeRh é dada por nucleações e, posteriormente, por um deslocamento das paredes de domínio adjacentes a nucleação. Este comportamento é bem descrito pela somatória de duas distribuições gaussianas, sendo ajustadas na primeira derivada da magnetização em função da temperatura. Estes ajustes mostraram um claro comportamento da distribuição de nucleação com relação a magnetização remanente dos nanofios. Tal comportamento não tinha sido relatado até este momento. O filme depositado em 525 o C se mostrou mais suscetível a magnetização remanente dos nanofios do que o filme depositado em 600 o C. Posteriormente, medidas de transição de fase sob campo magnético intenso mostraram uma forte relação entre as temperaturas críticas de transição e a intensidade de campo aplicado, sendo deslocada a curva de transição para temperaturas mais baixas devido o incremento do campo. O filme depositado em 525 o C apresentou uma transição mais larga e uma menor magnetização em altas temperaturas do que o filme depositado em 600 o C. / The FeRh alloy presents a first order magnetic-structural phase transition close the room temperature, making this material a strong candidate to heat-assisted magnetic recording or magnetic refrigerators. At low temperaturas the FeRh the FeRh shows a antiferromagnetic phase while at high temperatures shows a ferromagnetic phase. Aware of this, in this work were analyzed the FeRh films phase transition, but under the Ni nanowires presence. For this were maked FeRh films, close the equiatomic composition, over a nanoporous matrix of Al 2 O 3 with Ni nanowires. The nanoporou matrix were produced by a two-step anodization process and the nanoporou fille with Ni via eletrodeposition. The FeRh film were grown by deposition via magnetron sputtering at two different temperatures, 525 e 600 o C. Annealing in situ at 600 o C for one hour was done in the film deposited at same temperature. Magnetization curves as function of applied magnetic field, at fixed temperatures, showed characteristic behaviors of the films or nanowires where measured in the preferential direction of each componente, respectively, suggest a strong magnetostriction coupling between elements. The phase transition dependence was analyzed with respect to magnetization conditions of Ni nanowires, been observed a clear dependence of the phase transition behavior with these conditions. The FeRh phase transition is given by nucleations and followed by a displacement of domain walls adjacents to the nucleation. This behavior is well defined for the sum of two gaussians distributions, been fitted to the first derivative of magnetization as function of temperature. These fittings showed a clear behavior of the nucleation distribution with repect to a nanowires remanent magnetization. Such behavior has never been reported before. The film deposited at 525 o C showed more susceptible to nanowires remanentc magnetization than film deposited at 600 o C. Subsequently meadures of phase transition under high magnetic fields showed a strong relation between the critical temperatures of depostion and the field intensity, being displaced to lower temperatures the transition curve with the field increment. The film deposited at 525 o C presented a broader transition with lower magnetization at high temperatures than film deposited at 600 o C.

Esta tesis presenta el uso de nuevos complejos [Mo3S7L3]2-, en el que L es un ligando electroquímicamente activo (ditioleno, diselenoleno o dioxoleno), como precursores para la preparación de semiconductores multifuncionales unimoleculares basados en unidades clúster magnéticas. Se han investigado las propiedades redox de estos clústeres dianiónicos y se han determinado sus estructuras cristalinas mediante difracción de rayos x en monocristal, así como calculado sus estructuras electrónicas utilizando métodos DFT. La abstracción de azufre de [Mo3S7L3]2- resulta en clústeres con unidad Mo3S4 que presentan una estructura de cubo incompleto. Todos los clústeres dianiónicos con ligandos ditioleno o diselenoleno poseen un orbital HOMO con simetría "e1" que se encuentra deslocalizado sobre los ligandos y la unidad clúster. La fragmentación de los compuestos con unidad M3Q7 (M = Mo, W; Q = S, Se) da lugar a especies dinucleares M2O2(&#956;-Q)2, mientras que el autoensamblaje de la unidad Mo3S7 conduce a un nanoclúster de fórmula {[Mo3S7I3]4(&#956;-I)6I}3- con estructura tipo adamantano. La electrooxidación de moléculas orgánicas dadoras como ET o I2-EDT-TTF en presencia de aniones Mo3Q7 conlleva a la formación de nuevas sales de ión radical con empaquetamientos peculiares de las moléculas dadoras y con propiedades semiconductoras o metálicas.