Apresentamos um estudo das propriedades de equilíbrio de modelos de rede para solução simples, e de anfifílicas de cauda única e de cauda dupla, a concentração constante e em rede bidimensional. Para estudar estes modelos, desenvolvemos algoritmos e programas de simulação baseados no método de Monte Carlo. Discutimos a questão da ergodicidade e do balanço detalhado na construção dos algoritmos de simulação. Mostramos como a termalização, o cálculo da função de correlação temporal e do calor específico são delicados nas simulações dos modelos de anfifílicas. Obtivemos médias termodinâmicas de diferentes variáveis para todos o diagrama de fases Concentração x Temperatura do modelo de solução de rede de misturas simples, que foram comparadas com os resultados do modelos de anfifílicas. Verificamos que os modelos de anfifílicas apresentam curvas de calor específico alargadas em temperaturas em torno da região do máximo. Esta região alargada, que não existe no modelo de solução de rede de misturas simples, corresponde à fase micelar. Construímos, para o anfifílica de cauda simples, o diagrama de fases Concenmtração x Temperatura, para baixas concentrações, identificando as fases sólida hidratada, micelar e homogênea utilizando critérios derivados de estudos experimentais e teóricos. Este diagrama de fases apresenta uma boa concordância qualitativa com resultados experimentais. Por fim , observamos que as estrutura de agregados dos modelos de detergentes e lipídios não apresentam diferenças de forma e, além disso, apresentam as mesmas fases nas regiões de temperatura correspondentes. / We present a detailed study of the equilibrium properties of square lattice models for solutions of simple molecules, and of single and double tail amphiphiles, at constant concentration. In order to study these models we have developed simulation algorithms and computer programs based on the Monte Carlo method. Ergodicity and detailed balance conditions are discussed. We show that thermal equilibration, and calculations of time correlation functions and of specific heat are a delicate question in model amphiphilic systems. For the simple mixture lattice solution, thermodynamic averages for different equilibrium properties of the system were obtained for the whole Concentration x Temperature phase diagram. The equivalent properties for the amphiphilic systems were measured and compared. Specific heat as a function of temperature presents a broad maximum which does not exist in the case of simple solutions, and can be associated with the micelar phase. We have constructed, for the single tail model, the Concentration x Temperature phase diagram, for low concentrations, in which we identify a hydrated solid, a micelar and a homogeneous phase, using criteria from experimental and theoretical studies. The model phase diagram presents good qualitative agreement with experimental results. Finally, we present evidence that both models, detergent and model phospholipid solutions systems, studied present the same forms for the aggregated structures for either detergent or lipids models are not different and, besides that, they present the same phases in the corresponding temperature region.

Neste trabalho, apresentamos o estudo magnético e magneto-óptico de filmes de R-Co e bicamada Y-Co/R-Co, R=Gd, Tb. Nesses filmes, três tipos de magnetismo são observados: ferromagnetismo (Y-CO), ferrimagnetismo (GdCo), e sperimagnetismo (Tb-Co). As amostras foram depositadas por DC magnetron sputtering sobre substrato de vidro e protegidas da oxidação por camadas de 30nm de espessura de Sl IND.3 N IND.4. A caracterização magnética das amostras foi feita com a utilização dos magnetômetros SQUID, MAVe MEK-bt. Uma grande parede de domínios, localizada na interface da bicamada amorfa YCo IND.2/GdCo IND.2 é formada durante uma transição ferri-ferromagnética macroscópica. O modelo para analisar a parede de domínios é baseado nas energias Zeeman, anisotropia e troca. Como resultado, nós obtivemos três equações interdependentes, relacionando a espessura da parede de domínios , a posição relativa da parede e a constante de troca A, para os pares atômicos Co-Co. Nesta tese, apresentamos a dependência térmica de , e A. O modelo foi aperfeiçoado para levar em conta a forma não usual da parede de domínios presente na interface da bicamada. A parede de domínios ocupa ~64% do volume da bicamada e está localizada, em sua maior parte (~60%),na camada Y-Co. A constante de troca A apresentou um decréscimo monotônico, com os valores variando de ~3.1xl0 POT.-7 erg/cm a 25K para ~2.0xl0 POT.-7 erg/cm à temperatura ambiente. O Gd foi substituído por Tb e o estudo da parede de domínios na bicamada amorfa YCo2/TbCo2 , é apresentado. A principal diferença entre os filmes de Gd-Co e de Th-Co é o tipo de magnetismo que eles apresentam: o primeiro é ferrimagnético e o segundo é sperimagnético. Como consequência, o filme de Tb-Co apresenta um campo de anisotropia multo maior que o filme de Gd-Co, à temperatura ambiente. O efeito da alta anisotropia sobre a bicamada é uma parede de domínios quase que totalmente localizada na camada Y-Co. Este comportamento foi usado para determinar a dependência de com o campo magnético aplicado, e o valor da constante de troca A para as diferentes temperaturas. O valor de A variou de 1.8xl0 POT.-7 erg/cm a 150K para 1.4xl0 POT.-7 erg/cm a 300K e, para todas as temperaturas, decresceu de ~100nm, no campo de transição (Ht), para ~20nm para lkOe. Para aumentar o entendimento sobre as bicamadas à base de Gd e Tb, a dependência térmica da magnetização de saturação de filmes de R-Co (R=Gd, Tb) foi simulada com a teoria de campo médio. Nós fizemos também o estudo introdutório de filmes ternários. As caracterizações magnética e magneto-óptica dos filmes de R-FeCo (R=Gd, Tb) , e da bicamada de Gd-FeCo/Tb-FeCo revelaram anisotropia planar e perpendicular nos filmes à base de Gd e Tb, respetivamente. / In this work we present the magnetic and magneto-optical study of thin films of R-Co and Y-Co/R-Co bilayer, R=Gd, Tb. Three different kínds of magnetism are found in these films: ferromagnetism (Y-Co), ferrimagnetism (Gd-Co) and sperímagnetísm (Tb-Co). The samples were deposíted by DC magnetron sputteríng on glass substrate, and were protected from oxídatíon by 30nm thick Sí3N4, layers. Magnetic characterization of the samples was done using SQUlD, VSM and transverse magneto-optícal Kerr effect (TMOKE) magnetometers. A large doma in wall (DW), localízed at the YCo2/ Gd Co2, amorphous bilayer interface, is formed duríng a macrosropic ferri-ferromagnetíc transitíon. A model to analyze the DW ís based on Zeeman, anísotropy and exchange energies. As a result, we obtained three interdependent equations, relatíng the DW thickness , the relative position of the wall , and the exchange constant A. In this PhD thesis we present the temperature dependence of , and A. The model was ímproved to account for the unusual DW present at the bílayer interface. About 60% of the DW was inside the Y-CO layer, and the DW was found to be quite large, occupying ~64% of the volume of the bilayer. The exchange constant A presents a monotonically decreasing value, ranging from ~3.1 xl0-7 erg/cm at 25K to ~2.0 Xl0-7 erg/cm at room temperature. Gd was replaced by Tb and a study of the DW in amorphous YCo2/TbCo2, bilayer is presented. The main difference between Gd-Co and Tb-Co films is the kind of magnetism they present, the first is ferrimagnetic and the second is sperimagnetíc. As a consequence, the Tb based film shows a much higher anisotropy field than the Gd-Co film, at room temperature. The high Tb-Co anisotropy effect on the bílayer is a DW almost totally localized in the Y-Co layer. This behavior was used to determine the dependence on the magnetic field and the exchange constant A for different temperatures. A ranged from 1.8xl0-7 erg/cm at 150K to 1.4xl0-7 erg/cm at 300K and, for all temperatures, decreases from ~l00nm, at the transition field (Ht), to ~20nm at lkOe. In order to increase the understanding of the Gd and Tb based bilayers, the temperature dependence of the saturation magnetization of R-Co (R=Gd,Tb) films was simulated by the mean field theory. The values of exchange integrais JR-Co between R and Co atoms are in agreement to the literature. We also studied some ternary tilms, but in less detail. The magnetic and magneto-optical characterization of R-FeCo (R=Gd, Tb) films and GdFeCo/Tb-FeCo bilayer revealed an in-plane and perpendicular anisotropy in Gd and in Tb based fiims, respectively.

Neste trabalho, estudamos as propriedades magnéticas e a magnetoresistência gigante (GMR) em fitas de Cu IND.80 Ni IND.20-xFe IND.x (x = 2,5 ; 5; 10; 17, 5; 20) produzidas por melt-spinning. As fitas foram estudadas como função da temperatura de tratamento térmico T IND.an 500°C, usando-se um magnetômetro SQUID. Uma grande variedade de estruturas granulares foram obtidas para diferentes razões de Ni/Fe e condições de tratamento térmico. Para Cu80 Ni10 Fe10, a magnetização não apresentou histerese mensurável para T 50K. Este comportamento é consistente com as curvas de susceptibilidade que indicam uma temperatura de bloqueio abaixo de 50K. Nesta temperatura, o maior valor da GMR(19%) foi obtido para as fitas tratadas a 400°C por duas horas. As curvas de magnetização foram comparadas a um modelo teórico que assume uma distribuição de momentos magnéticos. Para Cu80Ni15Fe5,a microestrutura e as propriedades magnéticas são muito sensíveis ao tratamento térmico. Para as ligas com composições 10; 15; 17,5% de Fe, a magnetização de saturação apresentou uma redução com o tratamento a 400°C. Esta redução foi explicada através da formação de partículas perto da região Invar. Um comportamento anômalo linear da amplitude da magnetoresistência foi observado e explicado pelo espalhamento dependente do spin, que acontece quando um elétron se move de uma partícula superparamagnética para uma partícula bloqueada termicamente. / In this work, we study the magnetic properties and giant magnetoresistance (GMR) in ribbons of Cu80 Ni20-xFex (x = 2.5, 5, 10, 17.5, 20) prepared by melt-spinning. The ribbons were studied as a function of annealing temperature Tan 500°C, using a SQUID magnetometer. A wide variety of granular structures é obtained for different Ni/ Fe ratios and annealing conditions. In Cu80 Ni10 Fe10 , the magnetization shows no static hysteresis for T 50K. This behaviour is consistent with the susceptibility curve which indicates a blocking temperature below 50K. At this temperature, the largest GMR value was obtained for the ribbons annealed at 400°C for two hours. The magnetization curves were compared with a theoretical model that takes into account the magnetic moment distribution. In Cu80 Ni15Fe5, the microstructure and magnetic properties are much more sensitive to annealing. For t he ribbons with 10, 15, 17.5 % Fe composition, the magnetization presented a reduction with annealing at 400°C. This redution may be explained in terms of particle formation near the Invar region. An anomalous linear behaviour of the MR was observed and can be explained in terms of spin-dependent scattering when an electron passes from a superparamagnetic particle to a thermally blocked particle.

Contribui-se para a compreensão do modelo de anisotropia uniaxial aleatória, conhecido como "random-axis model" (RAM) que representa ligas de terra-rara com metal. Deu-se atenção especial ao limite de Ising (IRAM) do sistema que ocorre para anisotropia muito grande. Estudou-se a dependência da termodinâmica do IRAM com os seguintes parâmetros relevantes: i) a isotropia e a obliquidade (b) (em oposiÇão à anisotropia cubica) da distribuição dos eixos aleatórios; ii) a saturação, defmida como a razão entre dimensão de spin e conectividade da rede, a =p/ c . As variáveis relevantes são a magnetização e o parâmetro de ordem de vidro-de-spin. O último emerge da "fusão " das infinitas componentes transversais ao overlap, cuja direção é aquela da magnetização macroscópica. Como resultado principal encontramos que a natureza da fase ordenada altera-se substancialmente com b. Acima de um certo valor crítico bcM(T) aparecem estados de Mattis como mínimos globais não-degenerados, em oposição a estados diagonais para b menor que um valor crítico inferior bcn (T). Estados mixtós surgem no intervalo bcn ≤ b ≤ bCM. Enfatizou-se o caso de a finito, para o qual construiu-se diagramas de fases através da Teoria de Campo Médio (TCM), usando o método de réplicas. A conclusão central foi a diminuição da região ferromagnética com a. A fim de confirmar os resultados da termodinâmica obtivemos relações de recorrência para a dinâmica de relaxação, com realimentação (feedback). Para isso, além do Overlap e da Dispersão dos resíduos, introduziu-se um parâmetro de Autocorrelação. Foi possível construir as bacias de atração para essas três variáveis, caracterizando o regime estático. / This is a contribution to the understanding of the model of random uniaxial anisotropy, also known as the random-axis model (RAM), which describes the properties of compounds of rare-earths with metals. Special attention has been given to the Ising limit (IRAM) of the system which occurs for large anisotropy. The dependence of the thermodynamics of the IRAM with the following relevant paramenters has been studied: i) the isotropy and off-cubical ordering (b) of the distribution of random axis (in contrast to cubic anisotropy); i i) the saturation, de:fined as the r a tio betweéri the spin dimension and lattice connectivity, a = p/ c. The relevant variables are the magnetization and the spin-glass order parameter. The latter appears as a "melting" of the in:finite transverse components to the overlap, whose direction is those of macroscopic magnetization. As a main result we find that the nature of the ordered phase is altered in an essential way with b. Above an upper cri ti cal value beM (T) there are Mattis states which appear as non-degenerate global mínima, in contrast to diagonal states for b below a lower criticai value bcn (T). Mixed states appear in the range bcn ≤ b ≤ bcm. Emphasis is made on the finite-a case, for which replica-symmetric meanfield theory is used to derive phase-diagrams. A central result is the reduction of the ferromagnetic phase with a. Recursion relations were derived for the dynamics in order to verify the thermodynamic results in th long-time limit. For that purpose, a selfcorrelation has been introduced, in addition to the usual overlap and dispersion of residues. Basins of attraction were obtained characterizing the static behaviour.

Neste trabalho estudamos as propriedades termodinâmicas de sistemas magnéticos com impurezas, representáveis por um campo aleatório ou por vidro de spin no modelo de Potts . Obtemos uma série de novos resultados, alguns formais e outros explicites. Encontramos os requerimentos necessários para a existência de um ponto crítico no diagrama de fases para o problema do campo aleatório, envolvendo temperatura, campo externo e impurezas. Para isso encontramos soluções particulares numérica e analiticamente, com especial interesse ao caso de q=3 estados. Paralelamente observamos a relação entre os diversos métodos rigorosos de cálculo dos modelos de Potts com aleatoriedade. Estudamos a teoria do campo médio, generalizando certos resultados conhecidos. Neste sentido aplicamos o método de van Hemmen aos problemas do campo aleatório e do vidro de spin para fundamentar a teoria. Também se estabeleceu a correção da técnica das réplicas no modelo de Potts.

Resumo não disponível

Na fase isotrópica de um cristal líquido liotrópico induziu-se uma birrefringência a partir de gradientes de velocidades. Os gradientes são produzidos pelo movimento de queda de uma placa plana no interior da amostra. O diagrama de fases (da mistura KL/DeOH/H2O) em função da temperatura apresenta duas fases lamelares (L) limitando a fase isotrópica(I). A perturbação mecânica introduzida na fase isotrópica da mistura induz uma birrefringência que relaxa com um tempo característico, , da ordem de 10 POT -2s. A birrefringência induzida por gradientes de velocidades na fase isotrópica é tratada como um processo de difusão de ordem no interior da mistura. Nesta proposição determina-se, experimentalmente, um comprimento característico, l (que informa sobre as propriedades de correlação entre as micelas), a partir de medidas de transmitância em função do tempo. Esse parâmetro é da ordem de 10 POT -5 cm. O comportamento de e l em função da temperatura indica a existência de uma fase nemática virtual (FNV) no domínio isotrópico. / The flow birefringence induced in a lyotropic mixture in the isotropic phase was produced by means of velocities gradients. The gradients are produced by the movement of a plate inside the sample. As a function of temperature, the isotropic phase(I) is surrounded by two lamellar(L) phases in the phase diagram (mixture KL/DeOH/H2O). The shear flow produced by a perturbation in the isotropic phase induces a birefringence which relaxes with a typical relaxation time, ~10-2 s. The birefringence induced by velocities gradients is treated by means of an order diffusion process into the mixture. In this approach a characteristic length, l, (which informs about the correlation properties between the micelles) is experimentally obtained with the measurement of the transmittance as a function of the time. This parameter is about 10-5cm. The behavior of and 1: versus temperature indicate the existence of a virtual nematic phase(VNP) in the isotropic phase.

Neste trabalho desenvolvemos métodos de solução para gases poliatômicos clássicos sob O ponto de vista da teoria cinética com base na equação de Boltzmann para moléculas esféricas com energia rotacional. Dois temas são abordados: (i) com o método combinado de Chapman-Enskog e Grad e emprego de teoremas de representação apresentamos uma forma sistemática para obter os coeficientes de transporte de gases poliatômicos submetidos a campos magnéticos externos constantes (efeito Senftleben-Beenakker); (ii) obtemos equações linearizadas de Burnett1 correspondentes a gradientes de segunda ordem dos campos de densidade, velocidade e temperatura, de duas maneiras distintas: (a.) através da teoria cinética com o emprego do método de Chapman-Enskog e (b) segundo uma teoria fenomenológica com base na termodinâmica estendida. / We develop methods of solution for classical rarefied polyatomic gases with spherical molecules having rotational energy through a kinetic theory based on the Boltzmann equation. Two subjects are considered: (i) by the use of the combined method of Chapman-Enskog and Grad and representation theorems we show a systematical way to get the transport coefficients for polyatomic gases subjected to external constant magnetic fields (Senftleben-Beenakker effect). (ii) we obtain linearized Burnett equations that correspond to gradients of second order of the basic fields of density, velocity and temperature through: (a) a kinetic theory by using the Chapman-Enskog method and (b) a phenomenological theory based on extended thermodynamics.

Efetuamos o estudo da constante elástica efetiva de splay-bend K IND.13 por técnicas ópticas para um cristal líquido liotrópico. Neste experimento encontramos a razão entre K IND.13 e a constante elástica usual de Frank como sendo positiva e da ordem de 1. A análise teórica mostra que próximo à transição nemática-isotrópica o modelo termodinâmico para a temperatura de transição na superfície funciona razoavelmente bem. Na região de baixas temperaturas próxima à transição lamelarnemática são observados desvios importantes do comportamento teórico. No sentido interpretar os dados experimentais, propomos uma extensão fenomenológica simples do modelo termodinâmico que leva em conta as diferentes contribuições para a energia de superficie e a ordem lamelar residual próxima à superficie na fase nemática. Mostramos além disso que a constante clássica efetiva de splay-bend depende da concentração de ferrofluido na amostra. Analisamos também a influência do tratamento de superfície sobre a parte anisotrópica da tensão superficial de um cristal líquido liotrópico dopado com ferrofluido. Nosso resultado mostra que a superfície plana do vidro, independentemente da presença ou ausência de qualquer tratamento, estabiliza sobre si própria uma camada ou bicamada lamelar formada pelas moléculas anfifílicas do cristal líquido. Esta camada blinda o efeito dos filmes de Langmuir-Blodgett, ou o substrato puro sem nenhum tratamento, sobre o alinhamento de mesofases nemáticas liotrópicas. / The effective splay-bend elastic constant K13 is studied by means of an optical technique for a lyotropic nematic liquid crystal. The ratio between K13 and the usual Frank elastic constant found in this experiment is positive and of the order of 1. The theoretical analysis shows that near the nematic-isotropic transition, the termodynamical model for the temperature surface transition works reasonably well. In the low temperature region near the lamellar-nematic transition, important deviations from the theoretical behavior are observed. In order to interpret our experimental data, we propose a simple phenomenological extension of the termodynamical model that takes into account the different contributions to the surface energy and of the residual lamellar order in the nematic phase. We show, furthermore, that the effective splay-bend elastic constant depends on the ferrofluid doping concentration. The influence of the surface treatment on the ansiotropic part of the surface tension of a discotic micellar lyotropic nematic crystal doped with ferrofluid analysed. Our results show that the flat glass surface, independently of the presence or of the absence of any treatment, stabilizes onto itself a lamellar layer - bilayer - formed by the amphiphilic molecules of the liquid crystal. This layer screens the effect of the Langmuir-Blodgett film - or of the pure substrate without any treatment - on the alignment of the lyotropic nematic mesofase.

Foram estudadas fases isotrópicas binárias concentradas de SLS/água próximo à transição isotrópica (I) hexagonal (H), e amostras ternárias de SLS/água/decanol, desde a fase isotrópica, abordando a transição I nemática (Nc) e todo o domínio Nc, até a transição Nc nemática discótica (Nd). A análise foi feita através da modelagem da intensidade espalhada, I(q), expressa como um produto do fator de forma, P(q), pela função de interferência entre partículas, S(q). No estudo das fases isotrópicas a função S(q) foi calculada via interações Coulombianas repulsivas \"blindadas\" em uma aproximação de esfera média (MSA), e o fator de forma P(q) foi calculado para micelas em forma de elipsóides prolatos e cilindros, comparando-se os dois resultados. Nas fases nemáticas modelou-se o fator de forma para cilindros paralelos perfeitamente orientados. A função de interferência foi calculada através do método MSA e os resultados obtidos foram comparados com os obtidos através de um outro método, que utiliza a função distribuição radial g(r) de uma fase isotrópica para o cálculo de S(q) de micelas cilíndricas orientadas. Os resultados indicam que pode haver crescimento das micelas na fase isotrópica binária, sendo o ajuste de cilindros mais adequado do que o de elipsóides prolatos, fato esse que concorda com estudos teóricos sobre a estabilidade dos agregados em função de sua energia de curvatura. / We have studied concentrated isotropic binary phases of SLS/water, near the isotropic (I) hexagonal (H transition, and ternary samples of SLS/water/decanol, from the isotropic to nematic phase, emphasizing the I nematic cilindric (Nc) transition, the whole Nc domain to the extent of Nc nematic discotic (Nd) transition. The analysis was done by modeling the scattered intensity, I(q), expressed as the product of the form factor, P(q), for the interference function among the particles, S(q). In the isotropic phases the S(q) function was chosen considering \"screened\" Coulombic repulsions in a Mean Spherical Approximation (MSA), and the form factor was calculated for prolate ellipsoids and cylinders. We thus compared both results. In the nematic phases we modeled the form factor considering parallel and perfect ordered cylinders. The interference function was calculated through the MSA method and the results were compared with others obtained through another method which uses the radial distribution function g(r) of an isotropic phase to calculate S(q ) for oriented cylindrical micelles. The results indicate that the micelles can grow in the isotropic binary phase and that the cylindrical shape is more adequate than the ellipsoidal one. This fact is in accordance with theoretical studies on the aggregates stability as a function of their bending energy. In theisotropic ternary phases we have observed the micellar growth until the I Nc transition is nearly totally achieved. In such region, however, the cylindrical shape is no longer as suitable. A deformation might probably be occuring in the micelle\'s transversal section as decanol has been added to the system. In the nematic domain there seems to have been occured no growing, but only a great deformation of the transversal section, where the micelles tend to take the discotic shape, until the Nc Nd transition. The values of anisometry obtained through the MSA method are in accordance with the experimental results obtained through NMR recently. Our results conform with the theoretical results which predict the I Nc Nd transitions, depending upon the self-aggregation process where the competition between the growth in the longitudinal and transversal directions take place.