Este trabalho constitui-se na investigação experimental do campo magnético hiperfino do Mo95 em Fe, como função da temperatura, pelo método da correlação angular perturbada gama-gama. O equipamento usado consiste basicamente de um sistema de coincidências que inclui um analisador multicanal e um par de detetores. Totalmente transistorizado, o sistema teve automaticamente seu funcionamento. Verifica-se que a curva do campo magnético hiperfino em função da temperatura não segue o andamento da curva de magnetização espontânea do ferro. É feita a interpretação do resultado obtido em termos de modelo de Campo Molecular, modelo de Campo Molecular com colaboração dos elètros de condução e modelo de transição. / This Work consists in the experimental investigation of the hyperfine magnetic field on Mo95 in Fe, as a function of temperature, by gamma-gamma perturbed angular correlation method. The equipament used basically consists in a coincidence system which includes a multichannel analyzer and two detectors, with data collection and magnetic field inversion automatically performed. One verifies that the hyperfine magnetic field curve as a function of temperature does not follow the spontaneous magnetization curve of iron. The interpretation of the experimental results is performed in terms of the molecular field model, molecular field model with conduction electron polarization, and transition model.

Os compostos isomorfos SnS e SnSe foram estudados usando a técnica do efeito Mössbauer para 119Sn no intervalo de temperatura de 80 K a 400 K. Nosso resultados mostram que a constante do acoplamento quadripolar ∆ Eǫ e o deslocamento isomérico ɗE são dependentes da temperatura. A variação de ɗE está associada com o deslocamento Doppler de segunda ordem, indicando assim que, a densidade de elétrons S no núcleo de 119Sn é constante neste intervalo de temperatura. A variação de ∆ Eǫ é interpretada em termos da dependência da população do estado 5p parcialmente ocupado do Sn2+ em função da temperatura. Este estado é desdobrado por campos elétricos cristalinos de baixa simetria na posição do estanho. A fração de elétrons 5p(np) envolvidos na ligação hibridizada s-p calculada a partir dos valores de ɗE corrigidos para o deslocamento Doppler de segunda ordem é a mesma para ambos os compostos. Entretanto, os valores de np para SnS e SnSe derivados dos valores de ∆ Eǫ saturado são diferentes. Esta discrepância é discutida em termos de possíveis efeitos de covalência nas ligações desses compostos. / The isostructural compounds SnS and SnSe have been studied using the Mössbauer effect in 119Sn over the temperature interval 80 K to 400 K. The quadrupole coupling constant ∆ Eǫ and the isomer shift ɗE are shown to depend on temperature. The variation of ɗE is associated with the second order Doppler shift indicating that the actual s electron density at the 119Sn nucleus is constant over the temperature interval. The variation of ∆ Eǫ with temperature is interpreted in terms of the temperature dependence of the population of a partially occupied Sn2+ 5p state. This state is split by low symmetry cristallins electric fields at the tin site. The fraction of 5p electrons (np) involved in the s-p hybridized bond, determined from the values of ɗE corrected for the second order Dopper shift, is the same in both compounds. However, the np values for SnS and SNSe derived from the satured ∆ Eǫ values are different. This discrepancy is discussed in terms of the possibility of covalency bounding effects present in the compounds.

A teoria quântica aplicada a sistemas microscópicos prevê comportamento oscilatório para objetos macroscópicos. Também, o caráter determinístico da física microscópica contradiz a irreversibilidade da termodinâmica. Aqui, estudamos os efeitos que flutuações de métrica e de energia tem sobre a produção de entropia, focando nas propriedades estatísticas de um gás tridimensional. Derivamos uma expressão geral para o operador densidade de probabilidade, sem assumir uma expressão específica para a correlação espacial das flutuações, que leva a resultados para uma vasta variedade de cenários. Nós prevemos que os tempos de decoerência e de termalização para N partículas não-interagentes cai com N2, dominando os efeitos de fontes externas de termalização, de modo a facilitar sua medida e a verificação da existência as flutuações. / Quantum theory applied to macroscopic systems predicts oscillatory behavior for macroscopic systems. Also, the deterministic character of microscopic physics contradicts the irreversibility of thermodynamics. Here we study the effects of energy and metric fluctuations on entropy production focusing on the statistical properties of a three-dimensional gas. We derive a general expression for the probability density operator without assuming any specific expression for the spatial correlation of the fluctuations, which yields results for a wide variety of scenarios. We predict the decoherence and thermalization times for N non-interacting particles scale with N2, dominating the effects from external thermalization sources, thus facilitating its measurement and the verification of the existence of fluctuations.

Os espectros de absorção por Efeito Mössbauer do I129 nos tri-iodetos de terras raras, LaI3, GdI3, ErI3 mostram evidência de um desdobramento quadripolar não-resolvido. Propõe-se que o gradiente de campo elétrico (EFG) responsável pela interação pode se associado com um buraco p (hp) parcialmente cheio na configuração eletrônica 5s25p6 do I-. Os parâmetros do acoplamento quadripolar e os deslocamentos isoméricos são determinados por um ajuste de mínimos quadrados dos dados usando-se como estimativa inicial os dados obtidos por NQR do CI35 nos tricloretos de terras raras equivalentes. Temos, para o LaI3, GdI3, ErI3, respectivamente: e2qQ = -80 ± 8 MHz, -115 ± 8 MHz, -144 ± 8 MHz; ɳ = 0.20, 0.50, 0.44, hp = 0.18, 0.20, 0.21; e δ = -0.285 ± 0.033mm/s, -0.273 ± 0.33 mm/s, -0.249 ± 0.033 mm/s. O grau de ligação covalente nestes compostos é discutido em termos do modelo de superposição orbital. / The I129 Mössbauer effect absorption spectra of the rare Earth tri-iodides, LaI3, GdI3 and ErI3 show evidence of unresolved quadrupole splitting. We propose that the electric field gradiente (EFG) responsible for the interaction can be associated with a partially filled p hole (hp) in the 5s25p6 electronic configuration of I-. The quadrupole coupling parameters and isomer shifts are determined from a least squares fitting of the data using as initial estimates, the CI35 NQR data equivalent rare Earth tri-chlorides. For LaI3, GdI3 and ErI3 we have e2qQ = -80 ± 8 MHz, -115 ± 8 MHz, -144 ± 8 MHz; ɳ = 0.20, 0.50, 0.44, hp = 0.18, 0.20, 0.21; e δ = -0.285 ± 0.033mm/sec, -0.273 ± 0.33 mm/sec, -0.249 ± 0.033 mm/sec, respectively. The degree of covalent bonding in these compounds is discussed in terms of an overlapping orbital model.

Esta tese é dividida em duas partes. Na Parte I, apresenta-se uma verificação da Hipótese Topológica (HT) sobre o Modelo Esférico ferromagnético. Esta hipótese sugere uma nova abordagem a transições de fase termodinâmicas (TFs), baseada na idéia recentemente proposta de que o mecanismo na origem das TFs seja uma transição topológica (TT) adequada do espaço de configurações de um sistema ocorrendo no ponto da transição de fase. Através de uma análise topológica do espaço de configurações do Modelo Esférico, sugere-se que as TTs relevantes ao comportamento crítico sejam caracterizadas por não-analiticidades em certos invariantes topológicos. Da comparação entre termodinâmica e topologia, conclui-se que tais TTs não coincidem com as TFs que ocorrem no modelo. Ademais, nenhuma descontinuidade topológica "abrupta" pôde ser associada aos pontos onde ocorrem TFs no mesmo, isto é, as TTs que coincidem com os pontos críticos (termodinâmicos) não possuem características distintivas que as diferenciem das demais TTs. O principal resultado deste trabalho indica que o mecanismo topológico não é responsável pela emergência das transições de fase no modelo. Este trabalho resultou em duas publicações (Risau-Gusman, Ribeiro-Teixeira, Stariolo, Phys. Rev. Lett. 2005; idem, J. Stat. Phys. 2006). Na Parte II desta tese, investigou-se a ocorrência de uma fase de vidro a baixas temperaturas, em um modelo bidimensional, sem desordem congelada, mas frustrado por interações competitivas em escalas de distância distintas, denominada fase de stripe-glass. O cálculo da entropia configuracional do modelo é baseado em um método aplicado a sistemas frustrados sem desordem congelada devido a Westfahl, Schmalian e Wolynes. A entropia configuracional como função da temperatura e parâmetros do modelo pode ser obtida a partir da expansão para a energia livre dentro da aproximação auto-consistente de campo blindado (self-consistent screening approximation, SCSA), proposta por Bray. A fase de stripe-glass, quando ocorre, está ligada à mobilidade dos defeitos no sistema, e é caracterizada pela ocorrência de uma correlação a dois tempos finita no limite assintótico t − t0 ! ¥, abaixo da transição para o regime de dinâmica lenta. O método aplicado ao modelo bidimensional estudado resulta em uma entropia configuracional nula para qualquer temperatura porque a correlação entre réplicas distintas (que corresponde à correlação dinâmica), neste modelo, é sempre nula. Conclui-se assim que não ocorre fase de vidro em qualquer temperatura no modelo estudado. / This thesis is divided into two parts. In Part I a verification of the Topological Hypothesis (TH) on the ferromagnetic Spherical Model is presented. This hypothesis suggests a new approach to phase transitions (PTs), based on the recently proposed idea that the mechanism at the origin of these phenomena might be a suitable topology change in a system’s configuration space at its phase transition point. Within a topological analysis of the SphericalModel’s configuration space, one suggests that the TTs which are relevant to the thermodynamic system’s critical behavior are characterized by non-analyticities of some given topological invariants. From the comparison between thermodynamics and topology, one concludes that such TTs do not coincide with the PTs occurring in the model. Furthermore, no "abrupt" topological discontinuity could be associated to the model’s PTs, i. e., the TTs occurring at the thermodynamic critical points do not display any salient feature which identify those amongst the other TTs. The main result of this work indicates that the topological mechanism is not responsible for the emergence of the phase transitions in the model. This work has resulted in two publications (Risau-Gusman, Ribeiro-Teixeira, Stariolo, Phys. Rev. Lett. 2005; idem, J. Stat. Phys. 2006). In Part II of the thesis, one has investigated the occurrence of a glassy phase in a two-dimensional system, without quenched disorder, but frustrated by the competition of interactions on different length scales. The configurational entropy is computed through a method applied to frustrated systems with no quenched disorder, due to Westfahl, Schmalian and Wolynes. Introducing replicas through averaging over a pinning field, and within Bray’s self-consistent screening approximation, one is able to compute the system’s configurational entropy as a function of temperature and the model parameters. The stripe-glass phase, when it occurs, is connected to the appearance of a finite long-time correlation function in the system, in the asymptotic limit t − t0 ! ¥, and below the temperature of a crossover to the slow dynamics regime. The asymptotic limit of the two-times dynamic correlation function is related to the mobility of defects on the sample and is identified with finite off-diagonal correlations in replica space. Within this approach one finds no finite contribution for the correlation between distinct replicas. Therefore, one concludes that glassiness does not emerge at any temperature in the aforementioned model.

Investigamos a transição de localização induzida por desordem em condensados de Bose- Einstein em redes unidimensionais, no limite não interagente, utilizando os modelos de Anderson e de Aubry-Andr´e para a desordem. Através de diagonalização numérica exata, mostramos que, além da fração de superfluído, usualmente empregada, outras ferramentas, como o emaranhamento e a fidelidade, são indicadores claros da transição. Os valores críticos que encontramos para a amplitude da desordem estão de acordo com os resultados conhecidos para a transição de Anderson nos dois modelos. É interessante ressaltar que a fidelidade exibe boa precisão mesmo para redes pequenas. Efeitos do tamanho do sistema são analisados em detalhe para os dois modelos. Isto inclui a determinação de uma lei de escala de tamanho finito para a amplitude de desordem crítica no modelo de Anderson. Já no modelo de Aubry-André observamos que efeitos de tamanho finito são muito menos pronunciados, estando basicamente associados a diferenças entre tamanho de rede e periodicidade do potencial. / We investigate the disorder-induced localization transition in Bose-Einstein condensates on one-dimensional lattices, in the non-interacting limit, utilizing the Anderson and Aubry- Andr´e models for disorder. Using exact numerical diagonalization, we show that, in addition to the standard superfluid fraction, other tools such as the entanglement and fidelity can provide clear signatures of the transition. The critical values we find for the disorder amplitude are in agreement with known results for the Anderson transition in both models. Interestingly, the fidelity exhibits good sensitivity even for small lattices. System-size effects are analyzed in detail for both models. This includes the determination of a finite-size-scaling law for the critical disorder strength in the case of the Anderson model. For the Aubry- Andr´e model we observe that finite-size effects are much less pronounced, being basically associated with the mismatching between lattice size and periodicity of the potential.

Este trabalho envolve o estudo de multicamadas de filmes finos magnéticos e está dividido em duas partes: estudo do comportamento magnético e formação de fases em sistemas de multicamadas de Fe/Nd(B) e o estudo da magnetoresistência gigante em diversos sistemas. Na primeira parte do trabalho estão dispostos os resultados do estudo do comportamento magnético e a formação de fases em sistemas de multicamadas de Fe/Nd(B). Partindo de uma multicamada estudou-se a evolução magnética do sistema após implantação de B+ e Fe+ e tratamentos térmicos. O estudo da magnetoresistência gigante está dividido em três itens: (a) análise do comportamento magnetoresistivo do sistema NiFe/Cu/Co/Cu, onde se explorou de forma sistemática a otimização com respeito à magnetoresistência gigante; (b) estudo do efeito válvula de spin inverso, tema que está intimamente ligado ao modelo de duas correntes aplicado a sistemas de multicamadas; e (c) a obtenção de uma expressão analítica para a condutividade no modelo semiclássico de Camley-Barnaí aplicado a multicamadas de filmes finos magnéticos. / This work concerns the study of magnetic thin film multilayers and is divided in two parts: study of the magnetic behavior and phase formation in the Fe/Nd multilayers systems and the study of the giant magnetoresistance in several systems. In the first part of this work we present the results of the study of the magnetic behavior' and phase formation in the Fe/Nd multilayers system. Starting from a multilayer we study the systems evolution after B+ and Fe+ ion implatation and annealing. We divide the magnetoresistance study in three sections: (a) analysis of the magnetoresistive behavior of the NiFe/Cu/Co/Cu system, we explore on a systematic base the optimization of the giant magnetoresistance; (b) study of the inverse spin valve effect, which is deeply linked to the two-current model applied to multilayer systems and (c) obtention of an analytical expression for the semiclassical Camley-Barnaá model applied to magnetic thin film multilayers.

O objetivo deste trabalho é estudar a composição, a estrutura e a morfologia de superfícies de ferro e aços impurificados com estanho, tanto por implantação iônica direta mo por Jiru ão auxiliada por radiação. Amostras de ferro puro, de um aço-ferramenta e de um aço inoxidável austenítico fo ram tratadas por esses dois processos e analisadas por CEMS ("Conversion Electron MOssbauer Spectroscopy") e RBS ("Rutherford Backscattering Spectrometry"). Em todos os casos estudados, verifica-se a formação de fases intermetálicas diferentes das obtidas mediante procedimentos convencionais sob condições de equilíbrio termodinâmico. Essas fases de não-equilíbrio são interpretadas como ligas amorfas ou soluções sólidas de estrutura cristalina fortemente danificada, constituidas basicamente de Fe e Sn, com al gum conteúdo de C, Cr ou Ni, conforme o tipo de material em es tudo. A tendência para a formação dessas fases de não-equilíbrio mostra-se mais pronunciada nas amostras diretamente implantadas do que nas tratadas por difusão auxiliada por radiação. Em todos os casos estudados, verifica-se a formação de fases intermetálicas diferentes das obtidas mediante procedimentos convencionais sob condições de equilíbrio termodinâmico. Essas fases de não-equilíbrio são interpretadas como ligas amorfas ou soluções sólidas de estrutura cristalina fortemente danificada, constituidas basicamente de Fe e Sn, com al gum conteúdo de C, Cr ou Ni, conforme o tipo de material em es tudo. A tendência para a formação dessas fases de não-equilíbrio mostra-se mais pronunciada nas amostras diretamente implantadas do que nas tratadas por difusão auxiliada por radiação. Estuda-se também a evolução térmica das superfí cies tratadas. Verifica-se que, quando submetidas a temperaturas progressivamente mais elevadas, as fases de não-equilíbrio evoluem para fases idênticas às obtidas mediante procedimentos convencionais sob condições de equilíbrio termodinâmico. Os compostos íntermetálicos assim obtidos tendem a sofrer decomposição a temperaturas inferiores às prescritas nos diagramas de fase dr equilíbrio. No caso do ferro puró, sugere-se ainda a formncy de micro-precipitados de estanho nos contornos de grão. Os resultados obtidos são interpretados em terhlos de, dstudos recentes sobre a formação de fases intermetálicas amorfas ou meta-estáveis por implantação iônica e difusão auxiliada por radiação. Mostram-se finalmente, de forma tentativa, as possíveis conexões entre os resultados relatados e as alterações observadas nas propriedades tribológicas e na resis tência à oxidação térmica do ferro e aços tratados com estanho pelos dois processos mencionados. / We study in this work the composition, the structure and the morphology of surfaces of iron and steels treated by direct ion implantatior) and radiation enhanced diffusion of tin. Samples of pure iron, a tool steel and a stainless steel were treated by the two above mentioned processes and then analised by Conversion Electron MOssbauer Spectroscopy (CEMS) and Rutherford Backscattering Spectrometry (RBS). For all the samples studied we see the formation of intermetallic phases different from those usually obtained under conditions where thermodinamic equilibrium prevails. These non-equilibrium phases are interpreted as amorphous alloys or highly damaged solid solutions of tin in iron, probably with some content of C, Cr or Ni in the case of steels. The trend to form non-equilibrium phases is higher in the directly implanted samples. The study of the thermal evolution of the treated surfaces shows the transformation of these non-equilibrium phases to intermetallic phases similar to those obtained by conventional equilibrium processes. The intermetallic compounds so formed show a tendency to decompose at temperatures lower than those prescribed in the corresponding equiLibrium phase diagrams In the case of pure iron it was aiso suggested that tin segregates at the grain bouildaries oe the substrate. These results are interpreted in terms of some empi cical rules currently being developed about the formation of amorphous and metastable intermetallic phases by ion inLuntation and ion baai mixing. We aisu show tentatively the possibie relations of our results with the alterations observed on the tribological behaviour and on the thermal oxidation properties of iron and steels treated with tin by the two above mentioned processes.

Neste trabalho apresentamos medidas de perfil de distribuição de ions para uma série de elementos (29‘Zi;:.03) implantados a diversas energias entre 10 a 390 keV em Silicio amorfo. Estas medidas são comparadas com os novos cálculos de Biersack e Ziegler. Para altas energias (E>70 keV) observa-se que as predições teóricas apresentam boa concordância com os dados experimentais. Nas energias mais baixas encontramos diversos casos onde as medidas são fortemente subestimadas pelos cálculos. Mostramos que tais diferenças podem ser atribuídas ao recentemente observado efeito Zl para Oscilações em Alcance de Tons. Os dados experimentais são analisados comparando-os com cálculos de alcance baseados em simulações de uma diminuição da energia de interação durante as colisões atómicas de baixas energias. Esta aproximação é fenomenologicamente relacionada com modificações nas distribuições de carga durante as colisões. Os resultados obtidos apresentam uma melhor concordância com nossos dados experimentais e com a grande maioria dos dados de alcances de baixas energias em alvos de Sillco existentes na literatura. / In this work we present range profile measurements for a series of elements (2W,Z1 83) implanted from 10 to 390 keV in amorphous silicon. These measurements are compared with the recent Biersack-Ziegler calculations. While the theoretical predictions are in good agreement with the high energy (E>70 keV) range data, the low energy results for several elements are strongly under-estimated by the calculations. We show explicitly that these differences are ascribed to the recent observed Z1-Range-Oscillation effect. We perform range calculations simulating a decrease of the elastic interaction at low energies. This approach is phenomenologically related with modifications of the charge distribution during the collisions. The results obtained show a better agreement between the calculations and the great majority of the existing low energy experimental ranges in silicon substract.

Estuda-se a dinâmica das transições de fase estrutu rais com uma interação de quarta ordem entre os campos de fonons macios na aproximação l/n, utilizando o formalismo de muitos corpos a temperaturas finitas. Dois limites são analisados: temperatura de transição Tc alta (limite c?_ás sico) e Tc = O (limite quântico). Calcula-se a contribuição dinâmica ao coeficiente critico n da função correlação nestes limites. No limite clássico não hâ efeito dinâmico em n, enquanto que no limite quântico, n 74 O somen te para dimensões do sistema d < 3. Calcula-se também o coeficiente critico dinâmico z em Tc; no caso quântico e o mesmo que na aus'ência da interação. O comportamento critico dinmico viola a hipcitese de "scaling" dinâmico nos dois limites. / The dynamics of structural phase transitions with a fourth order interaction hetween the soft phonon fields is studied in the 1/n approximation, using many body methods at finite temperatures. Tio limits are considered: High transition temperature Tc (classical limit) anil Tc = O (quantum limit). The dynamical contribution to the critical coefficient n of the correlation function is calculated in these limits. It is found that there is no dynamical contribution to n in the classtcal limit, whereas in the quantum limit n is non-zero only for dimensions of the system d < 3. Also the dynamical critical coefficient z is calculated at Tc ; in the quantum limtt z is the same as in the ahsence of interaction. The dynamical critical behaviour violatcs the dynamical scaling hypothesis in Mth limits.