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, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Elétrica, 2009. / Submitted by Allan Wanick Motta (allan_wanick@hotmail.com) on 2010-03-24T15:46:18Z No. of bitstreams: 1 2009_FelipeAzevedoRiosSilva.pdf: 3729876 bytes, checksum: 4d9baa13e09e738719d6d521be3a2360 (MD5) / Approved for entry into archive by Lucila Saraiva(lucilasaraiva1@gmail.com) on 2010-04-09T22:51:09Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2009_FelipeAzevedoRiosSilva.pdf: 3729876 bytes, checksum: 4d9baa13e09e738719d6d521be3a2360 (MD5) / Made available in DSpace on 2010-04-09T22:51:09Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2009_FelipeAzevedoRiosSilva.pdf: 3729876 bytes, checksum: 4d9baa13e09e738719d6d521be3a2360 (MD5) Previous issue date: 2009 / Cristais piezoelétricos são capazes de deslocar cargas quando submetidos a uma perturbação mecânica em sua estrutura. A quantidade de carga deslocada é proporcional à pressão aplicada. O Dihidrogenofosfato de Potássio (KDP), um sal solúvel em água, é um desses cristais. Ao KDP foi misturado o sistema polimérico poli(3,4-etilenodioxitiofeno): poli(estireno sulfonato) (PEDOT:PSS), um condutor polimérico extremamente eficiente, com o objetivo de obter uma mistura que pudesse ser utilizada na fabricação de sensores de pressão. Primeiramente foi feito um estudo computacional da mistura a fim de compreender a maneira como seus componentes interagem em meio aquoso. Os resultados demonstraram que seus componentes não sofrem reação química. Para a deposição da mistura, inicialmente de maneira manual e depois por meio de um spincoater, foi usado um substrato de poliéster. Após a deposição, foi realizada uma análise por difração de raios X das amostras contendo a mistura. Essa análise confirmou as suposições feitas pelas simulações computacionais, ou seja, não houve reação química entre o PEDOT:PSS e o KDP. As amostras depositadas manualmente foram submetidas a ensaios de reação a pressão distintos: o método indireto e direto. Já as amostras depositadas por meio do spincoater foram submetidas a um ensaio de reação à pressão impulsiva baseado no método direto. Algumas dessas amostras mostraram variação de suas propriedades elétricas com a pressão aplicada. As propriedades observadas por esses resultados levam a crer que a mistura tem boas chances de servir como base para sensores de pressão flexíveis feitos de materiais de baixo custo, acessíveis e simples de manusear. _________________________________________________________________________________________ ABSTRACT / Piezoelectric crystals are capable of dislocate charge once mechanical stress is applied to its structure. The amount of dislocated charge is proportional to the pressure applied. The Potassium Dihydrogenphosphate (KDP), a water-soluble salt, is one of them. A system poly (3, 4-etilenodioxitiofeno): poly (styrene sulfonate) (PEDOT:PSS), an extremely efficient polymer conductor, was mixed to the KDP in order to obtain a material that could be used to fabricate sensors of pressure. Firstly was made a computational study of the mixture in order to understand how its components interact in aqueous medium. Those results were showed that they do not go through chemical reaction. The mixture was deposited in the polyester substrate first in a manual way and then via spincoater. After the deposition, an X-ray diffraction analysis was made with the samples containing the mixture. This analysis confirmed that no chemical reaction occurred between the PEDOT:PSS and the KDP following the previous computer simulations. The samples manually deposited were tested on two distinct methods of reaction to pressure: indirect and direct. Furthermore, those deposited by the spincoater went through an impulsive pressure reaction based on the direct method. Some of these samples revealed variation in their electrical properties with the pressure applied. The properties examined in these results suggests that the mixture has good chances to be used as basis for flexible sensors of pressure made of cheap, accessible and simple to handle materials.

Tese (doutorado)—Universidade de Brasília, Instituto de Física, 2009. / Submitted by Allan Wanick Motta (allan_wanick@hotmail.com) on 2010-03-22T18:50:37Z No. of bitstreams: 1 2009_FabioLuisdeOliveiraPaula.pdf: 3530816 bytes, checksum: 18591d28ca74610b42d7a304eea92b18 (MD5) / Approved for entry into archive by Lucila Saraiva(lucilasaraiva1@gmail.com) on 2010-05-12T05:31:15Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2009_FabioLuisdeOliveiraPaula.pdf: 3530816 bytes, checksum: 18591d28ca74610b42d7a304eea92b18 (MD5) / Made available in DSpace on 2010-05-12T05:31:15Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2009_FabioLuisdeOliveiraPaula.pdf: 3530816 bytes, checksum: 18591d28ca74610b42d7a304eea92b18 (MD5) Previous issue date: 2009 / Neste trabalho, investigamos por espalhamento em baixo ângulo, a estabilidade coloidal e a ordem local (tipicamente entre 10 nm e 100 nm) de nanocolóides magnéticos, constituídos por soluções de nanoesferas magnéticas de ferrita e sistemas mistos de nanoesferas magnéticas e nanoplaquetas de Laponita. O balanço de interações interpartículas foi caracterizado quantitativamente e relacionado com o estado coloidal. Em ferrofluidos diluídos, predominam as atrações interpartículas induzindo a um comportamento do tipo esferas adesivas. A aplicação de um campo externo em soluções, inicialmente monofásicas, induz a uma transição de fase líquido-gás e um padrão de espalhamento anisotrópico. Em soluções mais concentradas, as dispersões são fluidas em concentrações mais baixas e apresentam uma transição vítrea fluido-sólido quando a concentração aumenta. O balanço das interações é completamente governado pelas repulsões eletrostáticas de longo alcance: as dispersões se comportam como dispersões de esferas duras. A fase sólida obtida é sempre um vidro coloidal com transição vítrea ocorrendo sempre abaixo de 20 % em decorrência da alta polidispersão de tamanhos. Em soluções mistas, o comportamento observado globalmente atrativo, de longo alcance, entre as nanopartículas magnéticas, é associado à presença de nanoplaquetas de Laponita e pode ser devido a um processo de segregação que resulta em exclusão espacial dos dois tipos de nanoestruturas ________________________________________________________________________________________ ABSTRACT / In this work, we investigate using small angle scattering measurements the colloidal stability and the local order (typically between 10 nm and 100 nm) of magnetic nanocoloides, made of solution of magnetic ferrite nanospheres and mixed systems of magnetic nanospheres and laponite nanoplatelets. The balance of interparticles interactions has been quantitatively characterized and related to the colloidal state. In diluted ferrofluids, the interparticles attractions are dominating and induce a behavior typical of adhesive spheres. An external magnetic field applied to solutions initially monophasic induces a liquid-gas phase transition and an anisotropic 2D scattering pattern. In more concentrated solutions, the dispersions are fluid for the lower concentration and present a vitreous transition fluid-solid when the concentration increases. The interactions balance is completely governed by the long range electrostatic repulsion and the dispersions behave as a hard-spheres system. The solid phase is always a colloidal glass with a glassy transition occurring always below 20 % due to the high size polidispersity. In mixed systems, the behavior presents effective attractive interactions between magnetic nanoparticles on a longer scale, induced by the presence of Laponite platelets, which lead to a segregation phenomenon and a progressive spatial exclusion of the two kinds of nanostructures.

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.

Tese(Doutorado)—Universidade de Brasília, Faculdade De Tecnologia, 2009. / Submitted by Shayane Marques Zica (marquacizh@uol.com.br) on 2011-02-17T17:54:26Z No. of bitstreams: 1 2009_FlaviaRomanoVillaVerde.pdf: 4995634 bytes, checksum: fac5cbb8eafc4dea293003d9b7d8485a (MD5) / Approved for entry into archive by Marília Freitas(marilia@bce.unb.br) on 2011-03-24T12:17:34Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2009_FlaviaRomanoVillaVerde.pdf: 4995634 bytes, checksum: fac5cbb8eafc4dea293003d9b7d8485a (MD5) / Made available in DSpace on 2011-03-24T12:17:34Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2009_FlaviaRomanoVillaVerde.pdf: 4995634 bytes, checksum: fac5cbb8eafc4dea293003d9b7d8485a (MD5) / A recente demanda por métodos sem malha ocorre em razão da necessidade de simplificar a adaptação de problemas com contornos móveis e descontinuidades, eliminando assim o processo de remalha. Estes métodos estabelecem um sistema de equações algébricas para todo o domínio sem empregar uma malha pré-definida, ao menos na interpolação das variáveis de campo. A construção das funções de forma, por sua vez, é feita utilizando apenas as posições nodais. Vários métodos sem malha foram propostos, sendo que o método de Galerkin sem malha (Element Free Galerkin, EFG) está entre os mais conhecidos e difundidos. A análise realizada neste trabalho baseia-se no estudo dos parâmetros que afetam a construção da função de forma e de sua derivada. A dificuldade de trabalhar com o método EFG reside justamente no fato das funções de forma serem calculadas durante a execução. Como exemplo destes parâmetros de ajuste pode-se destacar a funções peso, o tamanho do domínio de influência (constante ou definido por busca), a quantidade de nós no domínio, o tipo da distribuição nodal (uniforme, não-uniforme) e a quantidade de células de integração (pontos amostrais de Gauss). Este trabalho tem como objetivo identificar as melhores configurações de parâmetros que compõem o método EFG em problemas unidimensionais e bidimensionais voltados à mecânica estrutural elástico-linear. Para tal, utilizou-se a técnica de avaliar isoladamente o comportamento de cada parâmetro empregando combinações das demais variáveis. As normas de erro dos campos de deslocamento e de tensões assim como as normas de energia foram utilizadas como critério para estabelecer os limites de operacionalidade. Esta tese permite ainda fornecer uma melhor compreensão acerca do funcionamento e uso do método EFG, por meio de sua descrição detalhada em conjunto com os seus resultados. ________________________________________________________________________________________ ABSTRACT / The recent demand for meshless methods occurs because of the need to simplify the adaptation of problems with moving boundaries and discontinuities, thus eliminating the remeshing process, since the meshless methods establish an algebraic equations system for the whole field of a problem without the use of a predefined mesh, at least in the field variables interpolation. In meshless methods, the shape functions are constructed using only the nodal positions. Several meshless methods have been proposed, among them the Element Free Galerkin method (EFG) is one of the most well-known and widespread meshless method. The difficulty of working with meshless methods is precisely the shape functions construction during execution. Since for this to occur, a set of parameter used by the method must be adjusted. Among these parameters, we can to highlight the weight functions, the size of the domain of influence (constant or by search), the number of nodes in the domain, the type of nodal distribution (uniform, non-uniform) and the number of cells in the background mesh (Gauss sampling points). The aim of this work is to identify the better parameters settings for the EGF method in one-dimensional and two-dimensional problems applied to elastic-linear structural analysis. For this, we try to analyze in a separate way each parameter in many variables combinations. In order to establish the EFG work limits, we use the stress and displacement error norm and energy norm. This thesis can also provide a better understanding about the procedure and use of the EFG, through its detailed description in conjunction with the results.

Dissertação (mestrado)-Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Civil e Ambiental, 2010. / Submitted by Shayane Marques Zica (marquacizh@uol.com.br) on 2011-03-21T17:19:35Z No. of bitstreams: 1 2010_IrenedeAzevedoLimaJoffily.pdf: 4413925 bytes, checksum: 7d9aca6168322d95d4a5d4931004fd64 (MD5) / Approved for entry into archive by Daniel Ribeiro(daniel@bce.unb.br) on 2011-03-25T00:36:47Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2010_IrenedeAzevedoLimaJoffily.pdf: 4413925 bytes, checksum: 7d9aca6168322d95d4a5d4931004fd64 (MD5) / Made available in DSpace on 2011-03-25T00:36:47Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2010_IrenedeAzevedoLimaJoffily.pdf: 4413925 bytes, checksum: 7d9aca6168322d95d4a5d4931004fd64 (MD5) / Atualmente, o número de casos de concretos que apresentam não conformidade com relação à resistência à compressão vem crescendo. Esta não conformidade ocorre quando o valor estimado da resistência característica à compressão é inferior ao valor especificado do fck de projeto. Uma forma de avaliar a resistência do concreto é por meio de ensaios não destrutivos ou por extração de testemunhos, geralmente utilizados quando a resistência à compressão do concreto é duvidosa ou não se tem informações a seu respeito. O presente estudo visa analisar parâmetros e fatores da composição do concreto relacionados ao ensaio não destrutivo de penetração de pino, a saber: o tamanho do agregado graúdo; a resistência do concreto e o teor de argamassa do concreto. Foram moldados corpos-deprova prismáticos, submetidos aos ensaios de penetração de pino. Nos mesmos corpos-deprova foi realizado o ensaio de esclerometria com o intuito de verificar a homogeneidade da dureza superficial entre as faces do corpo-de-prova. Para determinar a resistência do concreto à compressão foram moldados corpos-de-prova cilíndricos. Como resultado da pesquisa, observou-se que à medida que a resistência à compressão do concreto aumenta, não se nota a influência do tamanho máximo do agregado graúdo e do teor de argamassa no ensaio de penetração de pino. Constatou-se que quanto maior a dimensão máxima do agregado graúdo para os concretos estudados, maior a dispersão do ensaio. Obteve-se também, curvas que correlacionam o ensaio de penetração de pino em função da resistência do concreto, sendo melhor obter a curva para cada material utilizado. _________________________________________________________________________________ ABSTRACT / Nowadays, the number of cases that present noncompliance with respect to the compressive strength is growing. This noncompliance occurs when the estimated value of the resistance is less than the fck project. A way to evaluate the compressive strength is by nondestructive testing or extraction of cores – generally used when the strength of concrete is questionable or when there is no information about it. The aim of this study is to analyze the specific parameters and factors of concrete composition related to the non-destructive testing of pin penetration: the nominal dimension of the coarse aggregate; the concrete strength and the amount of mortar in the concrete. Prismatic specimens were molded and tested by pin penetration. In the same specimens was perfomed the sclerometry test in order to verify the homogeneity from the faces of the specimen. To determine the strength of the concrete, cylindrical specimens were molded. The research brought to the observation that, while the resistance to compression of the concrete increases, no influence of the maximum size of coarse aggregate or of the mortar content is noted on the pin penetration test. It was found that the higher the maximum size of coarse aggregate for concrete studied, the greater the dispersion of the test. Curves that correlate the pin penetration test according to the resistance of the concrete were also obtained, being it shown that it is more reliable to obtain a curve for each material used.

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.

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Mecânica, 2010. / Submitted by Raquel Viana (tempestade_b@hotmail.com) on 2011-06-06T18:14:32Z No. of bitstreams: 1 2010_DiegoMauricioSandovalCeron.pdf: 2551489 bytes, checksum: 933de8696616be85e542230f6d6498dc (MD5) / Rejected by Raquel Viana(tempestade_b@hotmail.com), reason: arrume on 2011-06-06T18:59:04Z (GMT) / Submitted by Raquel Viana (tempestade_b@hotmail.com) on 2011-06-06T19:00:10Z No. of bitstreams: 1 2010_DiegoMauricioSandovalCeron.pdf: 2551489 bytes, checksum: 933de8696616be85e542230f6d6498dc (MD5) / Approved for entry into archive by Daniel Ribeiro(daniel@bce.unb.br) on 2011-06-17T18:30:21Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2010_DiegoMauricioSandovalCeron.pdf: 2551489 bytes, checksum: 933de8696616be85e542230f6d6498dc (MD5) / Made available in DSpace on 2011-06-17T18:30:21Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2010_DiegoMauricioSandovalCeron.pdf: 2551489 bytes, checksum: 933de8696616be85e542230f6d6498dc (MD5) / Alguns materiais com propriedades especiais como as ligas com memória de forma (Shape Memory Alloy-\SMA"), por exemplo, o “NiTi" (liga níquel-titânio) que _e conhecido por sua capacidade de recuperar grandes deformações (ao redor 10%) devido á transformação de fase martensita-austenita, apresentam grande potencial de aplicação em diferentes áreas da tecnologia. A integração deste tipo de material como atuador em compósitos reforçados com fibras tem sido um campo de pesquisa com atrativos potenciais de aplicação em áreas como aeroespacial e aeronáutica. O desenvolvimento de materiais híbridos com memória de forma (Shape Memory Alloy Hybrid Composites{\SMAHC") pode abrir novas perspectivas com respeito ao desenvolvimento da engenharia estrutural com formas e outras propriedades adaptativas. Até agora o desenvolvimento deste tipo de materiais avançados está em etapa embrionária. O objetivo do presente trabalho é estudar uma metodologia de fabricação de materiais híbridos com memória de forma. A eficiência da metodologia proposta será analisada por meio de um estudo das propriedades mecânicas mediante ensaios de tração de corpos de prova SMAHC. Para isto foram fabricados diferentes configurações de CPs variando a fração volumétrica de SMA e a classe de matriz epóxi, cura frio ou cura quente, com o _m de estudar as propriedades mecânicas dos SMAHC. No que diz respeito ás características mecânicas, a configuração que obtive o melhor desempenho durante os ensaios de tração foi o CP fabricado com oito fios de SMA na linha neutra com uma resina epóxi cura quente reforçada com fibra de vidro picotada disposta aleatoriamente, testado numa temperatura de 69 °C, T > Af. _______________________________________________________________________________ ABSTRACT / Some materials with specials properties, like \NiTi" (nickel{titanium Shape Memory alloy) Alloys (\SMA"), are well known as capable of recovering large strains (of the order 10%) by the marten site to austenite phase transformation, are expected to be broadly used for applications in different areas of technology. The integration of these materials as actuators in reinforced polymers composites has been a development with big application potential in areas such as aerospace and the aeronautics. The development of Shape Memory Alloy Hybrid Composites (\SMAHC") opens up new perspectives in regard to the development of engineering structures with adaptive shape, stiffness, damping and other properties. However, the development of these advanced materials is still in an embrionary stage. The objective of this work is to study a methodology to the manufacture of Shape Memory Alloy Hybrid Composites. Its efficiency will be analized through a study of mechanical properties by tests of traction of samples SMAHC. For this were manufactured different configurations of CPs varying volumetric fraction SMA and the class of matrix epoxy, healing cold or cure hot, in order to study the mechanical properties of SMAHC. In respect of the mechanical characteristics, the configuration which obtained the best performance during the tests of traction was the CP manufactured with eight wire SMA in neutral line with epoxy resin healing hot reinforced with whisker fiber glass, sampled in a temperature of 69 °C, T > Af .