MELO, A. D. Q. Estudo da Utilização de Coacervatos de Polifosfato de Sódio na obtenção de Materiais com Nanoparticulas Metálicas e Magnéticas. 2011. 87 f. Dissertação (Mestrado em Química) - Centro de Ciências, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2011. / Submitted by José Jairo Viana de Sousa (jairo@ufc.br) on 2014-10-15T19:59:44Z No. of bitstreams: 1 2011_dis_adqmelo.pdf: 1627477 bytes, checksum: 9dcc16ecd61e460ef5a107c04f073034 (MD5) / Approved for entry into archive by José Jairo Viana de Sousa(jairo@ufc.br) on 2015-04-23T20:11:15Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2011_dis_adqmelo.pdf: 1627477 bytes, checksum: 9dcc16ecd61e460ef5a107c04f073034 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-04-23T20:11:15Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2011_dis_adqmelo.pdf: 1627477 bytes, checksum: 9dcc16ecd61e460ef5a107c04f073034 (MD5) Previous issue date: 2011 / The preparation of nanoparticles of silver in sol of polyphosphate of sodium (solution and coacervate) is boarded considering excellent experimental parameters in the stage of metallic synthesis of nanoparticles of magnetic silver and nanoparticles of iron. For nanoparticles of silver the following experimental parameters had been evaluated: i) the effect of the concentration of the solution of poliphosphate of sodium in function of the silver concentration, II) more good molar reason agent reducer/silver with intention to optimize the best condition of attainment of nanoparticles, III) the effect of pH and IV) effect of the temperature in the behavior of nanoparticles. Additionally, the photoirradiation was tested the preparation of nanoparticles of silver for an alternative route that excuses the addition of reducing chemical agents. The preparation of nanoparticles magnetic followed the described procedure in the literature that is based on the co-precipitation. The following stage dealt with the attainment of coacervates with nanoparticles considering alterations in the traditional methodology of attainment of the coacervates for incorporation of nanoparticles. The influence of the type of cátion and anion in the structure of the salt that interacts with the polyphosphate chain was evaluated. For the both proposals it was possible to get metallic coacervates with nanoparticles of silver and magnetic coacervates with nanoparticles of iron. The size of metallic and magnetic particles in the coacervate was esteem through the refinement of the espectrum of X-Ray Diffraction with the aid of the equation of Schereer and showed to be agree with the presence of nanoparticles. For characterization of the systems vibrational, spectroscopic in the region of infrared was used, electronic spectroscopy, thermogravimetric methods, scanning eletronic microscopy, Mössbauer spectroscopy and analyses reological. / A preparação das nanopartículas de prata nos sóis de polifosfato de sódio (solução e coacervato) é abordada considerando parâmetros experimentais relevantes na etapa de síntese de nanopartículas metálicas de prata e nanopartículas magnéticas de ferro. Para as nanopartículas de prata os seguintes parâmetros experimentais foram avaliados: i) o efeito da concentração da solução de polifosfato de sódio em função da concentração de prata, ii) melhor razão molar agente redutor/prata com o intuito de otimizar a melhor condição de obtenção das nanopartículas, iii) o efeito do pH e iv) efeito da temperatura no comportamento das nanopartículas. Adicionalmente, foi testada a preparação de nanopartículas de prata por uma rota alternativa a fotoirradiação que dispensa a adição de agentes químicos redutores. A preparação das nanopartírculas magnéticas seguiu o procedimento descrito na literatura que é baseado na co-precipitação. A etapa seguinte tratou da obtenção de coacervatos com as nanopartículas considerando alterações na metodologia tradicional de obtenção dos coacervatos para incorporação das nanopartículas. A influência do tipo de cátion e ânion na estrutura do sal que interage com a cadeia de polifosfato foi avaliada. Para as ambas propostas foi possível obter coacervatos com nanopartículas metálicas de prata e coacervatos com nanopartículas magnéticas de ferro. O tamanho das partículas metálicas e magnéticas nos coacervato foi estimado através do refinamento dos difratogramas de raios-x com o auxílio da equação de Schereer e mostrou ser condizente com a presença de nanopartículas. Para caracterização dos sistemas utilizou-se espectrocopia vibracional da região do infravermelho, espectroscopia eletrônica, análise termogravimétrica, microscopia eletrônica de varredura, espectroscopia Mossbauer e análises reológicas.

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências Físicas e Matemáticas, Programa de Pós-Graduação em Física, Florianópolis, 2016. / Made available in DSpace on 2016-10-25T03:09:05Z (GMT). No. of bitstreams: 1 342537.pdf: 18649766 bytes, checksum: 2f9f649f7ff54a923d71adcc1f35b1bc (MD5) Previous issue date: 2016 / Nano-osciladores de torque de spin (STNOs) são dispositivos baseados no fenômeno de transferência de torque de spin (STT), que consiste na transferência de momento para magnetização local de camadas magnéticas, a partir de uma corrente elétrica polarizada em spin. A geometria de nanopilar tem sido amplamente utilizada para estudos de STT, devido à sua pequena dimensão lateral e possibilidade de utilização da dimensão vertical para o transporte de elétrons. Normalmente, o processo de fabricação de nanopilares envolve litografia por feixe de elétrons e corrosão por ion milling, que gera redeposição do material ejetado da superfície da amostra e efeito de sombra devido ao ângulo de incidência do feixe de íons. Neste trabalho foram fabricados e caracterizados STNOs, com o uso de máscaras duras (MD) de TiW. Primeiramente, foram estabelecidas condições de corrosão por RIE para o TiW, que proporcionaram obter máscaras duras com bom perfil lateral e sem irregularidades na camada de referência para parar a corrosão (stop layer). As máscaras foram então incorporadas ao processo de fabricação dos STNOs, sendo fabricados dispositivos com dimensão lateral de 50 a 250 nm. As propriedades estruturais, estáticas e dinâmicas foram investigadas para os diferentes tamanhos. Foi possível obter razões de magnetorresistência túnel (TMR) superiores a 100%, com produto resistência x área (RA) entre 2,3 e 4 ?.?m². Não foram observados padrões de redeposição nas medidas de TMR vs. RA ou nas imagens de STEM com perspectiva lateral dos nanopilares. Foi observada uma dependência da TMR e RA com o tamanho dos dispositivos, que foi relacionada a defeitos na estrutura cristalina do MgO, possivelmente causado pela difusão de boro e ou oxigênio. Defeitos na rede cristalina podem dificultar o tunelamento coerente dos elétrons, prejudicando a TMR e reduzindo a RA. A partir de micrografias de HRTEM, foi possível identificar a camada cristalina de MgO, mas não foi possível determinar a distância interplanar e o consequente plano cristalino. As geometrias circular de 150nm de diâmetro e a elíptica de dimensão 100 x 250 nm, foram as que melhor apresentaram emissão de sinal RF, com um único pico bem definido de emissão. A potência de emissão obtida foi na ordem de 23 nW e foi possível atingir valores de largura do pico a meia altura de 54 MHz. Os dispositivos também indicaram ter altos valores de tensão de ruptura de barreira (> 0,8 V).<br> / Abstract : Spin-transfer nano-oscillators (STNOs) are devices based on spin transfer torque phenomenon (STT), which consists in momentum transfer to magnetic layers, from spin polarized currents. The nanopillar geometry has been widely used for STT studies, because of its reduced lateral dimension and possibility of having electron transport in the vertical dimension. Usually, the process of fabrication of nanopillars involves electron beam lithography and ion milling etching, that last process promote the re-deposition on side walls of ejected material from sample surface and shadow effect due to incidence angle of the beam. On the other hand, reactive ion etching (RIE) is anisotropic and the material ejected from surface sample react with gases present in chamber and is removed from it. In this work STNOs produced by TiW hard masks were characterized. Firstly, RIE etching conditions for TiW were established, allowing to have hard masks with good lateral profile and without irregularities in the reference stop layer for corrosion. The masks were then incorporated into the manufacturing process of STNOs and devices were produced with lateral dimension varying from 50 to 250 nm. The structural, static and dynamics properties were investigated for different sizes of the pillars. It was possible to obtain large values of tunnel magnetoresistance (TMR) higher than 100 %, with small resistance x area (RA) between 2.3 and 4 ?.?m². No re-deposition patterns in TMR vs. RA measurements or in STEM cross-section images were observed. A dependence of TMR and RA on the size of devices was observed and assumed to be related to defects in MgO crystalline structure, possibly due to boron or oxygen diffusion. Defects on crystal lattice could difficult the coherent tunneling of electrons, damaging the TMR and reducing RA. From HRTEM micrographs was possible to identified that MgO layer is crystalline, but was not to determine the interplanar distance and consequently the crystal planes. The circular geometries with 150 nm diameter and elliptical with 100 x 250 nm size, were those that present the best results of radio frequency (RF) emission signal, with a single well defined peak with a linewidth of 54 MHz. The emitted output power was about 23 nW for devices with high values of rupture breakdown voltage (> 0.8V). These results were obtained without using synthetic antiferromagnetic layer.

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica, 2011. / Submitted by Alaíde Gonçalves dos Santos (alaide@unb.br) on 2012-04-25T11:44:03Z No. of bitstreams: 1 2011_MoniqueCruvinelBandeira.pdf: 12235371 bytes, checksum: 4f22f08d00458e65467fff4f86f8d330 (MD5) / Approved for entry into archive by Leila Fernandes (leilabiblio@yahoo.com.br) on 2012-04-26T12:33:51Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2011_MoniqueCruvinelBandeira.pdf: 12235371 bytes, checksum: 4f22f08d00458e65467fff4f86f8d330 (MD5) / Made available in DSpace on 2012-04-26T12:33:51Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2011_MoniqueCruvinelBandeira.pdf: 12235371 bytes, checksum: 4f22f08d00458e65467fff4f86f8d330 (MD5) / Na busca pela fabricação de nanodispositivos uma das grandes áreas de atuação foca no trabalho com filmes finos e ultrafinos. Essa dissertação visa propor e validar um processo de fabricação e caracterização de filmes ultrafinos baseados na técnica Layer-by-Layer para aplicações em dispositivos nanométricos. A proposta nasce para enriquecer e organizar trabalhos com filmes ultrafinos do Laboratório de Dispositivos e Circuitos Integrados (LDCI). A metodologia proposta é aplicada a uma série de materiais e equipamentos disponíveis a fim de criar filmes mono-camada e multi-camada orgânicos e junção híbrida. Dentre os materiais utilizados estão os polímeros PEDOT:PSS, PPy, PEI, PVS e PMMA, os contatos de Au e FTO, os equipamentos Sputtering, Microscópio de Varredura por Sonda e UV-Vis. As comparações realizadas visam enriquecer a discussão e ponderar a real utilização dos materiais em outras aplicações. _____________________________________________________________________________ ABSTRACT / On the path of nanofabrication the work with thin-films and ultra thin-films became a great focal point. This dissertation aims to propose and validate an ultra thin-films fabrication and characterization process based on the Layer-by-Layer technique for nanodevices applications. It seeks to improve and organize the ultra thin-film line of work done by the Integrated Circuits and Devices Laboratory (LDCI). The proposed methodology is applied to a series of materials and available equipments intending to create mono-layer and multi-layer organic films and also a hybrid junction. Among the items used in this project are the polymers PEDOT:PSS, PPy, PEI, PVS and PMMA, also the Au and FTO contacts and some equipments as the Sputtering, Scanning Probe Microscope and UV-vis. The comparisons aspire to upgrade all discussions and to deliberate the real utilization of these materials in other applications.

Tese (doutorado)—Universidade de Brasília, Instituto de Física, 2006. / Submitted by Diogo Trindade Fóis (diogo_fois@hotmail.com) on 2009-11-17T10:18:18Z No. of bitstreams: 1 2006_Eduardo de Sousa Souto.pdf: 1467013 bytes, checksum: 6457954264fbbe1f95010f4cf98647b8 (MD5) / Approved for entry into archive by Carolina Campos(carolinacamposmaia@gmail.com) on 2009-11-26T16:31:02Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2006_Eduardo de Sousa Souto.pdf: 1467013 bytes, checksum: 6457954264fbbe1f95010f4cf98647b8 (MD5) / Made available in DSpace on 2009-11-26T16:31:02Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2006_Eduardo de Sousa Souto.pdf: 1467013 bytes, checksum: 6457954264fbbe1f95010f4cf98647b8 (MD5) Previous issue date: 2006 / Esta tese apresenta um estudo teórico das propriedades de spintrônica do gás de elétrons em nano estruturas semicondutoras magnéticas obtidas a partir de semicondutores magnéticos diluídos (III, Mn)V e (II, Mn)VI da dinâmica do íon Mn na presença de um background de 2DEG (Gás de elétrons bi-dimensional). Primeiramente, realizamos cálculos para a determinação de quantidades físicas tais como tempo de relaxação spin-flip, flip τ , entre os elétrons s-p e os elétrons 3d dos momentos magnéticos do Mn localizados no poço quântico, o qual é muito importante para o processamento de informação em dispositivos com base no spin dos portadores de carga. Para poços quânticos tais como Cd0,81Mn0,19Te com largura do poço de 86 Å, mostrou-se que flip τ ~1 ps, o que está de acordo com resultados experimentais para essas estruturas. Este tempo de relaxação corresponde a um comprimento de difusão do spin de 30 nm para Cd0,81Mn0,19Te. Além disso, os resultados teóricos predizem que flip τ dos elétrons diminui com o aumento da fração molar de Mn, também de acordo com os experimentos, confirmando o papel predominante do espalhamento de troca elétron-Mn (espalhamento elétron-magnon) como o principal canal de relaxação para o spin do elétron. Esses resultados indicam também que flip τ decresce com o decréscimo da largura do poço quântico de acordo com os dados experimentais. Em segundo lugar, discutiu-se um modelo de transferência de energia do sistema de íons Mn na presença de um “background” de 2DEG a partir de foto cargas, o que nos permitiu obter uma boa descrição quantitativa em comparação com os dados experimentais. Determinou-se a razão de relaxação Korringa 1/T1 de íons Mn neste 2DEG em heteroestruturas CdMnTe/CdMgTe e encontrou-se que para pequenas concentrações de íons de Mn, o tempo de relaxação pode ser encontrado no intervalo 10-7 - 10-6 s. Cálculos da taxa de relaxação Korringa 1/T1 em campos magnéticos altos foram também realizados. Os resultados mostraram que 1/T1 varia com Lz -2, sendo Lz a largura do poço quântico, podendo ser aumentada com a diminuição de Lz. Devido à presença dos níveis de Landau e do gap de mobilidade spin-flip, T1 -1 − oscila com o campo magnético lembrando as oscilações da resistividade diagonal de Hall ρ xx . Esses cálculos oferecem um método de se investigar a dinâmica do íon Mn em um 2DEG e nos dá novas informações sobre o parâmetro de troca bem como informações sobre o próprio 2DEG. Em terceiro lugar, foram realizados cálculos da magneto condutividade transversa xx σ tanto para um poço quântico quasi-bi-dimensional quanto para um fio quântico, na presença de um campo magnético normal à barreira do poço, considerandose a interação elétron-magnon em nano estruturas magnéticas de Ga1-xMnxAs. Os resultados mostraram um comportamento oscilatório de xx σ quando o campo magnético é variado e que σxx, decresce gradativamente nessas estruturas com o aumento do campo magnético. _________________________________________________________________________________________ ABSTRACT / This thesis introduces a theoretical study of spintronic properties of the electrons gas in magnetic semiconductor nanostructures obtained from diluted magnetic semiconductors (III, Mn)V and (II, Mn)VI QWs of the dynamics of the Mn ion in the presence of a background of 2DEG. Firstly, we accomplish calculations for the determination of physical quantities such as the spin-flip relaxation time among electrons s-p and the 3d electrons of the localized magnetic moments of Mn located in the quantum well which are very important for the information processing in devices with base in the conduction electron spins. For a Cd0,81Mn0,19Te of 86 Å, it was showed that the spin-flip relaxation time is of the order of 1 ps in agreement with the experimental data in these structures. This time corresponds to a spin diffusion length of 30 nm for the above sample. Moreover, the theoretical results predict that the spin-flip lifetime of electrons decrease with the increase of the molar fraction of Mn, according to the experiments confirming the predominant role of the electron-Mn exchange scattering (electron – magnon scattering) as the main relaxation channel for the electron spin. These results also indicate that the spin- flip relaxation time decreases with the decrease of the width of the quantum well which are in accordance with according with the experimental data. Secondly, it was also argued a model for energy transfer away of the Mn ions in the presence of a background of 2DEG starting from photo charges which it allowed to obtain a good quantitative description of the experimental data. We determine the Korringa relaxation rate 1/T1 of ions of Mn in this 2DEG in heterostructures of CdMnTe/CdMgTe and find that for small concentrations of Mn ions, the relaxation times are of order 10-7 - 10-6 s. Calculations of the Korringa relaxation rate 1/T1 in high magnetic fields were also accomplished. The results showed that 1/T1 varies with L-2, being L the width of the quantum well, and could be enhanced as L decreases. Due to the presence of Landau levels and of the spin-flip mobility gap, 1 1 T − oscillates with the field reminding the oscillations of Diagonal Hall Resistivity ρ xx . These calculations offer a method of investigating the dynamics of the Mn ion in a 2DEG and provide new information on the s-d exchange parameter as well as information on the property of the 2DEG themselves. Finally, calculations of the transverse magneto conductivity for a quantum well and a quantum wire in the presence of a magnetic field normal to the barrier of the well, considering the electron-magnon interaction in Ga1-xMnx As has been realized. The results showed an oscillatory behavior of xx σ as the magnetic field was varied and that xx σ decreases gradually with the increase of magnetic field.

Tese (doutorado)—Universidade de Brasília, Instituto de Física, 2008. / Submitted by Rosane Cossich Furtado (rosanecossich@gmail.com) on 2010-03-08T16:24:00Z No. of bitstreams: 1 2008_LucianoCalheirosLapas.pdf: 1332386 bytes, checksum: fc7534dd38507cb633b73fe6c8eb7c9d (MD5) / Approved for entry into archive by Lucila Saraiva(lucilasaraiva1@gmail.com) on 2010-05-12T05:19:38Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2008_LucianoCalheirosLapas.pdf: 1332386 bytes, checksum: fc7534dd38507cb633b73fe6c8eb7c9d (MD5) / Made available in DSpace on 2010-05-12T05:19:38Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2008_LucianoCalheirosLapas.pdf: 1332386 bytes, checksum: fc7534dd38507cb633b73fe6c8eb7c9d (MD5) Previous issue date: 2008-10-14 / Modelos de difusão e transferência de energia em nanoescalas têm despertado crescente interesse devido às suas aplicações em diversas áreas. Neste trabalho, consideramos uma ampla faixa de difusão descrita pela Equação de Langevin Generalizada, onde se tem estabelecido uma conexão hierárquica entre a Condição de Mistura, Hipótese Ergódica e o Teorema de Flutuação-Dissipação Generalizado. Desenvolvemos um estudo sobre os processos de relaxação não-exponencias, além de apresentar uma ampla descrição para a validade do Teorema de Khinchin e da Segunda Lei da Termodinâmica, mesmo quando a ergodicidade não é assegurada. Nesse caso, obtemos uma formulação para o cálculo da obliqüidade e o fator de não-gaussianização para qualquer função distribuição de probabilidade do momento linear. Ênfase foi dada ao transporte balístico, para o qual demonstramos que a entropia não alcança um máximo global e um comportamento não-gaussiano pode ser observado, implicando na inaplicabilidade do Teorema do Limite Central. Analisamos também a transferência de calor entre duas nanopartículas separadas por uma distância situada no domínio das interações de campo-próximo, onde a energia de troca é devido às interações coulombianas. A condutância térmica é calculada assumindo que as nanopartículas têm as distribuições de carga caracterizadas por flutuações de momentos de multipolo em equilíbrio térmico com seus respectivos banhos térmicos, os quais são mantidos em diferentes temperaturas. Essa quantidade, entretanto, resulta do Teorema de Flutuação-Dissipação para as flutuações dos momentos multipolares. Vamos comparar o comportamento da condutância em função da distância entre as nanopartículas com resultados obtidos por meio de simulações de dinâmica molecular. O formalismo proposto nos permite fornecer uma descrição completa do crescimento acentuado da condutância à medida que a distância entre as nanopartículas diminui. Por outro lado, a partir de um formalismo nanotermodinâmico, foram calculados o fluxo de calor e a condutância térmica entre duas nanopartículas sujeitas a um campo externo, de modo a removê-las do equilíbrio com seus respectivos banhos, os quais são mantidos a diferentes temperaturas. ________________________________________________________________________________________ ABSTRACT / Models for diffusion and energy transfer at the nanoscale have aroused increasing interest due to their applications in various fields. In this work, we have considered a wide-range of diffusion phenomena described by the Generalized Langevin Equation, from which has been established a hierarchical connection among Mixing Condition, Ergodicity Hypothesis, and the Generalized Fluctuation-Dissipation Theorem. We have developed a study on the non-exponential relaxation processes, besides providing a full description for the validity of the Khinchin Theorem and the Second Law of Thermodynamics, even when the ergodicity breaks down. In this case, we have obtained a formulation of the skewness and the non-Gaussian factor for any probability distribution function of the linear momentum. Emphasis has been given to the ballistic transport, for which we have demonstrated that the entropy does not reach a global maximum and a non-Gaussian behavior may be observed. This implies the non-applicability of the Central Limit Theorem. The heat transfer between two nanoparticles separated by a distance lying in the near-field domain in which energy interchange is due to the Coulomb interactions has been also analyzed. The thermal conductance has been computed by assuming that the nanoparticles have charge distributions characterized by fluctuating multipole moments in equilibrium with heat baths at two different temperatures. This quantity follows from the Fluctuation-Dissipation Theorem for the fluctuations of the multipolar moments. We will compare the behavior of the conductance as a function of the distance between the particles with the result obtained by means of molecular dynamics simulations. The formalism proposed enables us to provide a comprehensive explanation of the marked growth of the conductance when decreasing the distance between the nanoparticles. In other way, based on a nanothermodynamic formalism, the heat current and the thermal conductance between two nanoparticles have been calculated in the presence of an external field, in order to remove them from equilibrium with their respective baths, which are kept at different temperatures.

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

Tese (doutorado)—Universidade de Brasília, Instituto de Física, 2009. / Submitted by Larissa Ferreira dos Angelos (ferreirangelos@gmail.com) on 2010-04-19T18:09:55Z No. of bitstreams: 1 2009_PriscilaPereiraFavero.pdf: 8243510 bytes, checksum: 28da776d3cc30fcda09b06cadfca18f6 (MD5) / Approved for entry into archive by Lucila Saraiva(lucilasaraiva1@gmail.com) on 2010-04-30T22:26:04Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2009_PriscilaPereiraFavero.pdf: 8243510 bytes, checksum: 28da776d3cc30fcda09b06cadfca18f6 (MD5) / Made available in DSpace on 2010-04-30T22:26:04Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2009_PriscilaPereiraFavero.pdf: 8243510 bytes, checksum: 28da776d3cc30fcda09b06cadfca18f6 (MD5) Previous issue date: 2009-04 / Recentemente, vários modelos estruturais, baseados na Teoria do Funcional da Densidade, têm sido amplamente empregados para representar nanopartículas. Dentre os modelos mais comuns, citamos os aglomerados de 1 a 10 átomos, superfícies planas e pequenas nanopartículas com até 100 átomos. Sabemos que os aglomerados e as superfícies planas descartam a curvatura da nanopartícula e os efeitos de confinamento de exciton. Por outro lado, são modelos muito econômicos do ponto de vista computacional e seriam úteis para o estudo de adsorção de moléculas grandes. Com o intuito de avaliar os pontos positivos e as limitações de cada modelo, nós investigamos rigorosamente a representatividade da nanopartícula de CdS na fase cúbica. Para tanto, nós utilizamos a Teoria do Funcional da Densidade implementada no programa VASP. Assim, comparamos os protótipos dos tipos nanopartícula pequena, conjunto de superfícies planas e aglomerados a partir da avaliação da relaxação das superfícies, das imagens de densidade de carga e dos espectros de densidade de estados eletrônicos. Identificamos o deslocamento para o azul, a anisotropia de carga superficial, a formação de dipolos e de superestruturas. Finalmente, estudamos a adsorção do grupo tiol (HS) na superfície dos modelos de nanopartícula de CdS. A partir da avaliação dos modelos estudados foi possível sugerir um protocolo para a construção de protótipos de nanopartículas que representassem uma nanopartícula maior sem desprezar aspectos relevantes do sistema. __________________________________________________________________________________________ ABSTRACT / Nowadays, several structural models based on the Density Functional Theory have been widely employed in order to represent nanoparticles. The most significant models are clusters containing up to ten atoms, flat surfaces, and small nanoparticles containing up to a hundred atoms. It is well-known that clusters and flat surface models do not take the nanoparticle's curvature and the exciton's confinement effects into account. On the other hand, such models are very economical from the computation point of view and because of this, studying bigger molecules would be quite suitable. With the intention of evaluating the advantages and limitations of each model, the representativity of cubic CdS nanoparticles was extensively and rigorously investigaded herein. For this purpose, the VASP code (where computations are performed within the Density Functional Theory formalism) was applied to compare nanoparticles prototypes represetended by each one of the structural models above. In order to make such comparisons, the following physical properties were evaluated: surface relaxation, charge-density images, and electronic density of state spectra. Numerical findings are as follows: Occurence of band gap blue-shift, surface-charge anisotropy, dipoles and super-structures formation. In addition to this, the tiol-group (HS) adsorption on the surface of CdS nanoparticles prototypes was studied. By means of the evaluation of each structural model investigated herein, it has been possible to suggest a routine for constructing nanoparticles which may represent bigger nanoparticles, overcoming typical computational difficulties without neglecting crucial aspects of the system.

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Instituto de Física, 2009. / Submitted by Elna Araújo (elna@bce.unb.br) on 2011-06-01T18:33:35Z No. of bitstreams: 1 2009_DieimeCustodiadaSilva.pdf: 5177773 bytes, checksum: 8becc196555a8b91cd06f861749e49d2 (MD5) / Approved for entry into archive by Jaqueline Ferreira de Souza(jaquefs.braz@gmail.com) on 2011-07-08T16:20:32Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2009_DieimeCustodiadaSilva.pdf: 5177773 bytes, checksum: 8becc196555a8b91cd06f861749e49d2 (MD5) / Made available in DSpace on 2011-07-08T16:20:32Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2009_DieimeCustodiadaSilva.pdf: 5177773 bytes, checksum: 8becc196555a8b91cd06f861749e49d2 (MD5) / Neste trabalho estudou-se o comportamento magnético de nanocompósitos de vermiculita natural expandida tratada com fluidos magnéticos. Duas amostras de nanocompósitos magnéticos foram preparadas através do tratamento na vermiculita com dois tipos de fluidos magnéticos; um fluido magnético iônico (FMI), dando origem à amostra vermiculita natural tratada com fluido magnético iônico (VFMI), e um fluido magnético surfactado (FMS), dando origem à amostra vermiculita natural tratada com fluido magnético surfactado (VFMS). O FMS é constituído de nanopartículas magnéticas revestidas com ácido oléico e dispersas em solvente orgânico. Ambas as amostras de fluidos magnéticos contêm nanopartículas de óxido de ferro obtidas pela oxidação de magnetita. Foram feitas caracterizações usando microscopia eletrônica de transmissão (MET) e difração de raios-X dos pós dos fluidos magnéticos para obter informações acerca dos diâmetros médios e polidispersão das nanopartículas. Curvas de histerese e magnetização dos nanocompósitos foram obtidas variando-se a temperatura desde hélio líquido até a temperatura ambiente, revelando diferentes parâmetros magnéticos. Através dos ajustes efetuados utilizando-se uma função Langevin de primeira ordem modificada foi possível observar o comportamento magnético nesses materiais e a sua resposta magnética quando submetidos a baixos valores de campos magnéticos. Em particular, a análise dos dados de magnetização indicam a presença de ambos partículas isoladas e aglomerados. __________________________________________________________________________________________ ABSTRACT / In this work the magnetic behavior of vermiculate-based nanocomposites treated with magnetic fluid samples was studied. Two magnetic nanocomposite samples were prepared by treating the thermal-expanded vermiculite with two magnetic fluid samples; an ionic magnetic fluid (IMF), giving rise to the natural vermiculite sample treated with ionic magnetic fluid (IMFV), and a surfacted magnetic fluid (SMF), giving rise to the natural vermiculite sample treated with surfacted magnetic fluid (SMFV). The SMF consists of magnetic nanoparticles dressed with oleic acid and dispersed in organic solvent. Both MF samples contain iron oxide nanoparticles obtained by oxidation of magnetite. Transmission electron microscopy (TEM) and X-ray diffraction of the powders obtained by drying the magnetic fluid samples were used as characterization techniques, thus obtaining information regarding the average diameter and size dispersity of the nanoparticles. Hysteresis cycles and magnetization measurements of the magnetic nanocomposites were obtained by varying the temperature from liquid helium up to room temperature, revealing different magnetic parameters. By fitting the magnetic data using a modified first-order Langevin function it was possible to observe the materials' magnetic behavior and their magnetic response at lower magnetic field values. In particular, analyses of the magnetization data indicate the presence of both isolated nanoparticles and agglomerates of them.

Tese (doutorado)—Universidade de Brasília, Instituto de Física, 2011. / Submitted by Shayane Marques Zica (marquacizh@uol.com.br) on 2011-10-06T19:20:13Z No. of bitstreams: 1 2011_GustavoBregaAlcântara.pdf: 35635207 bytes, checksum: 4a57e191b71e8c6f839f0b9a2995656b (MD5) / Approved for entry into archive by Jaqueline Ferreira de Souza(jaquefs.braz@gmail.com) on 2011-10-14T12:17:19Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2011_GustavoBregaAlcântara.pdf: 35635207 bytes, checksum: 4a57e191b71e8c6f839f0b9a2995656b (MD5) / Made available in DSpace on 2011-10-14T12:17:19Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2011_GustavoBregaAlcântara.pdf: 35635207 bytes, checksum: 4a57e191b71e8c6f839f0b9a2995656b (MD5) / O objetivo deste trabalho é preparar e caracterizar novos nano compósitos híbridos formados por nano partículas de ferrita de cobalto e sistemas polieletrolíticostais como o poli(estireno sulfonato de sódio), o poli(3,4-etileno dioxitiofeno)/poli(ácido estireno sulfônico) e a polianilina, depositados por meio da técnica de automontagem camada por camada. O trabalho teve início com o estudo detalhado da cinética de adsorção das nanopartículas sobre substrato sólido, e sobre multicamadas de polieletrólitos durante a deposição de filmes ultrafinos in situ, utilizando a técnica de micro balança de quartzo. Em seguida os nano compósitos depositados por meio da técnica automontagem formando filmes de multicamadas, foram caracterizados visando investigar a morfologia e as propriedades magnéticas e elétricas. Observou-se que o processo de adsorção é um processo cinético espontâneo de primeira ordem e se torna mais lento à medida que a deposição das camadas se torna distante do substrato.Os dados obtidos por meio das medidas de micro balança de quartzo indicam também uma forte interação entre as nano partículas e o substrato/polieletrólito. O estudo dos filmes com estrutura de multicamadas polímero/nanopartículas depositados pela técnica de automontagem camada por camada mostra uma morfologia tipicamente globular das nano partículas predominante em toda a superfície do filme,sem segregação de fase. No estudo das propriedades elétricas dos filmes, observou-seque os nano compósitos se assemelham a um dielétrico e a análise dos seus espectros de impedância indiciou que eles podem apresentar propriedades diferenciadas,com respostas elétricas distintas para um mesmo analito, quando foram testados em arranjos de sensores químicos não específicos, como a língua eletrônica. _______________________________________________________________________________ ABSTRACT / This work deals with synthesis and characterization of new hybrid nanocompositescomprised by cobalt ferrite nanoparticles and polyelectrolyte systems such as sodium sulfonated polystyrene, poly (3,4-ethylenedioxythiophene):poly (styrenesulfonic acid) complex, and polyaniline deposited via the electrostatic layer-by-layer assembly technique. A detailed study of the kinetics of adsorption of nanoparticleson solid substrate, and on multi layers of polyelectrolytes during the in situ deposition of the ultrathin films using the quartz microbalance technique was previously performed. Then multi-bilayers films deposited by the layer-by-layer technique were characterized in order to investigate their morphology, magnetic and electrical properties. It was observed that the adsorption is a spontaneous first order kinetic process and becomes slower as the deposition of layers becomes further from the substrate. The data obtained by means of quartz microbalance measurements also indicate a strong interaction between nanoparticles and the substrate / polyelectrolyte. The study of films with multilayer structure of polymer / nanoparticle assembled by layer-by-layer technique shows a typical globular morphology of nanoparticles throughout the surface of the film without phase segregation. In the study of electricalproperties of the films, it was observed that the nanocomposites are similar to a dielectric material and an analysis of their impedance spectra indicate that they may have different properties with different electrical responses to a same analyte, when they were tested in arrays of non-selective chemical sensors, popularly known as electronic tongue.

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Instituto de Física, 2011. / Submitted by Albânia Cézar de Melo (albania@bce.unb.br) on 2011-11-17T15:20:43Z No. of bitstreams: 1 2011_LeticiaOliveiraMassa.pdf: 3442386 bytes, checksum: ffde50ceadc09690b29a60136425a2e5 (MD5) / Approved for entry into archive by Leila Fernandes (leilabiblio@yahoo.com.br) on 2011-12-14T11:05:09Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2011_LeticiaOliveiraMassa.pdf: 3442386 bytes, checksum: ffde50ceadc09690b29a60136425a2e5 (MD5) / Made available in DSpace on 2011-12-14T11:05:09Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2011_LeticiaOliveiraMassa.pdf: 3442386 bytes, checksum: ffde50ceadc09690b29a60136425a2e5 (MD5) / Nanopartículas magnéticas apresentam muitas propriedades fascinantes. Por exemplo, seu tamanho é controlável, variando de poucos nanômetros a dezenas, podem ser cobertas com materiais orgânicos ou inorgânicos como metais ou moléculas biológicas para fazê-las interagirou ligarem-se a uma entidade biológica, podem ser manipuladas por um gradientede campo externo e podem gerar calor em um campo magnítico alternado. Portanto, nanopartículas magnéticas oferecem atrativas aplicações em potencial na biomedicina, como tratamentos de hipertermia, separaçãoo magnética, entrega dirigida de drogas e agentes de contraste para imageamento por ressonância magnética (MRI). Neste trabalho, voltamos a nossa atenção para mecanismos de aquecimento e fatores que infuenciam as nanopartículas sujeitas a campos magnéticos alternados, a m de aumentar a eficiência da magneto-hipertermia. Muitos fatores, como a amplitude e frequência do campo magnético alternado, tamanho das nanopartículas magnéticas, forma e estados de dispersão, tratamento da superfície e concentração de nanopartículas magnéticas são parâmetros que influenciam a magneto-hipertermia. Afim de investigar propriedades de um conjunto de nanopartículas, como fimes finos de multicamadas, nanocompósitos e ferro uidos, desenvolvemos um código FORTRAN baseado no método Monte Carlo. O sucesso desse código foi verifiado pela comparação de nossos resultados numéricos com soluções analíticas para o modelo de Ising bi- e tridimensional. Aplicamos também o método Monte Carlo em sistemas magnéticos descritos pelo modelo de Stoner-Wolfarth para obter loops de histerese e sua dependência com a temperatura. Também derivamos expressões analíticas de fatores de demagnetização e campos demagnetizantes em corpos elipsoidais (esferas e elipsoides) e n~ao elipsoidais (cilindros e prismas retangulares), para estudar os efeitos da forma na magneto-hipertermia. Além disso, desenvolvemos um método versátil para obter os campos demagnetizantes de nanopartículas com estrutura core-shell, sendo apresentados os resultados correspondentes. Finalmente, a perda de energia por ciclo de um campo magn ético linearmente polarizado e a taxa de perda específica (SLP, Speci c Loss Power) de partículas esféricas e esferoidais foram estudadas por meio da equação de Landau-Lifshitz-Gilbert (LLG) considerando a anisotropia de forma. Encontramos que a liberação de calor é fortemente dependente da forma das nanopartículas e da sua orientação em relação ao campo magnético aplicado. A SLP de nanopartículas de geometria esférica é maior que a de partículas esferoidais. ______________________________________________________________________________ ABSTRACT / Magnetic nanoparticles (MNPs) present many fascinating properties. For instance, they have controllable sizes ranging from a few nanometres up to tens of nanometres, they can be coated with either organic or inorganic materials such as metals or biological molecules to make them interact with or bind to a biological entity, they can be manipulated by an external magnetic eld gradient and they can generate heat in an alternating magnetic eld. Therefore MNPs o er many attractive potential applications in biomedicine such as hyperthermia treatments, magnetic separation, drug delivery and magnetic resonance imaging (MRI) contrast enhancement. In this work, we focus our attention on the heating mechanism and in uencing factors of MNPs in alternating magnetic elds in order to improve the e ciency of magneto-hyperthermia. As known, many factors such as the amplitude and frequency of alternating magnetic eld, magnetic particle sizes, shape and dispersion state, surface treatment and the concentrations of MNPs in uence hyperthermia. With the investigation of magnetic properties of an assemble of MNPs in view, such as multi-layered thin lms, nanocomposites and ferro uids, we have developed a FORTRAN code based on Monte Carlo method. The success of this code has been veri ed by comparison of our computation results with analytical solutions of the bi- and tridimensional Ising models. We have applied the Monte Carlo method also to magnetic systems described by the Stoner-Wolfarth model to obtain the hysteresis loops and its dependence with the temperature. Also, we have derived the analytical expressions of demagnetizing factors and demagnetizing elds in ellipsoidal (spherical and ellipsoidal MNPs) and nonellipsoidal (cylinders and rectangular prisms) bodies. In addition, we have developed a versatile method to obtain demagnetizing factors and demagnetizing elds of MNPs with core/shell structures, and the corresponding results are presented. Finally, the energy loss per cycle of linearly polarized magnetic eld and speci c loss power (SLP) of spherical and spheroidal particles have also been studied by means of Landau-Lifshitz-Gilbert (LLG) equation taking into account the uniaxial and form anisotropies. We nd that the heat output is strongly dependent on the shape of MNPs and orientation of the particles in relation to the applied eld. The SLP of NMPs with spherical geometries is greater than that of the spheroidal particles.