Made available in DSpace on 2014-06-11T19:23:29Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2008-08-12Bitstream added on 2014-06-13T19:09:18Z : No. of bitstreams: 1 alessio_p_me_bauru.pdf: 1843758 bytes, checksum: c580a47f245b1c196058f87dfb7ddb59 (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Na presente dissertação de mestrado apresentam-se estudos de um material polimérico do tipo poli(azo)uretana, chamada aqui de PAzoU, obtida a partir da reação de azocorante com o bis-carbonato cíclico de di-glicidiléter-bis-fenol A. A reação do azocorante possuindo dois agrupamentos 'NH IND. 2' livres com o bis-carbonato conduz à formação da PAzoU, a qual foi caracterizada por ressonância magnética nuclear de carbono 13 ('INTPOT. 13 C' RMN) em solução e na forma de pó e cromatografia de permeação por gel (GPC). Vale ressaltar a importância ecológica e industrial deste processo, uma vez que a poliuretana resultante é livre de isocianato (NIPU, do inglês non-isocyanate polyurethane) e foi obtida a partir da captura e ativação do 'CO IND. 2'. Uma vez caracterizado o polímero, filmes nanoestruturados foram fabricados com o objetivo principal de se investigar a estruturação em nível molecular do polímero nos filmes finos. Tal estruturação, além das características físicas e químicas do material em si, é um fator fundamental nas propriedades óticas e elétricas do filme. A importância do estudo destes materiais na forma de filmes finos justifica-se porque a maioria dos dispositivos eletrônicos de materiais orgânicos é fabricada tendo o filme fino como elemento transdutor de sinal. Três diferentes tipos de filmes finos foram estudados: filmes de Langmuir, filmes de Langmuir-Blodgett (LB) e filmes evaporados (ou PVD, do inglês physical vapor deposition). Os filmes de Langmuir, estudados na forma de monocamadas na interface ar/água, foram caracterizados por isotermas de pressão de superfície vs área molecular média (isotermas 'pi'-A) variando-se diferentes parâmetros: solventes para a dissolução do polímero, testes de estabilidade, curvas de histereses, velocidade de compressão das moléculas... / This work is related to the results of the study of a polymeric material in a form of ultrathin films. The studied polymer is a poly(azo)urethane, named PAzoU, obtained by the copolymerization of a diazo(4-aminomethyl-benzylamine) with the cyclic bis-carbonate of diglicidilether- bis-phenol A. The final polyurethane is a NIPU, non-isocyanate polyurethane material being remarkable the ecological and industrial role of materials obtained from 'CO IND. 2' capture and activation. The PAzoU was characterized by carbon 13 nuclear magnetic resonance ('INTPOT. 13 C' RMN) in solution and in solid state, and by gel permeation chromatography (GPC). Once the polymer was characterized, nanostructured films were fabricated for investigating the polymer structuration at molecular level. Such structuration, in addition to the physical and chemical characteristics of the material itself, plays an important role on the film optical and electrical properties. In fact, most of the organic electronic devices are fabricated with the signal transducer element as a thin film. This justifies the importance of the study of the polymeric materials in the thin film form. The films have been studied in the monomolecular form by the langmuir technique on the air/water interface. The PAzoU has been characterized by isotherms of surface pressure vs mean molecular area ('pi'-A isotherm). The influence of the solvent has been investigated and N,N-dimethylformamide (DMF) was chosen as the most appropriate for 'pi'-A isotherm experiments. Hence, other experiments were carried out using DMF as solvent: stability tests, hysteresis curves, compression speed of the molecules, and mixed films produced using stearic acid (SA). Afterwards the Langmuir films were transferred onto solid substrate forming Langmuir-Blodgett (LB) films, which were... (Complete abstract click electronic access below)

Made available in DSpace on 2015-03-03T11:52:46Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2014-06-26Bitstream added on 2015-03-03T12:07:02Z : No. of bitstreams: 1 000806339.pdf: 3081330 bytes, checksum: 68af8483e81d7425df9fc272deb7ced1 (MD5) / O nanocompósito faz parte de um tipo de material o qual, apesar de ser obtido pela junção de dois ou mais materiais, não possui simplesmente a união das propriedades individuais de cada componente, mas possuui novas propriedades resultantes da interação entre as fases, justificada pela enorme interface entre estes materiais. Neste trabalho o método Poliol foi utilizado para preparar nanocompósitos SnO2/TiO2, formados de óxidos semicondutores de grande interesse no cenário atual da tecnologia sendo ambos de grande versatilidade para aplicações. Estes óxidos podem apresentar-se com uma mesma estrutura cristalina, a tetragonal do tipo rutila. Porém, apresentam diferentes estruturas eletrônicas e band gaps de energia, conferindo propriedades diferenciadas relacionadas à absorção de luz e à aplicação como sensores de gás. O compósito nanoestruturado e os óxidos sintetizados isoladamente foram caracterizados estruturalmente (DRX, FEG-MEV), por meio de análises térmicas (TG/DTA) e por espectroscopia de absorção de luz na região do ultravioleta, visível e infravermelho. As análises térmicas aliadas à difração de raios X revelaram que a síntese conjunta dos óxidos modifica o precipitado reduzindo a proporção de compostos orgânicos e intermediários e antecipando a formação das fases cristalinas do dióxido de titânio. Na análise por FEG-MEV observou-se que o compósito formado no aquecimento a 500ºC é constituído de nanoportículas de SnO2 suportados por placas maiores de TiO2 e este material, quando submetido à espectroscopia na região UV-Vis, apresentou maior absorção na região do ultravioleta. Foram realizados ensaios fotocatalíticos de descoloração do corante Rodamina B, os quais indicaram que o nanocompósitos possui atividade catalítica intermediária quando comparada aos óxidos isolados. Essa mesma amostra foi submetida a caracterizações elétricas que levaram à proposta de um modelo... / The nanocomposite is part of a class of materials which, despite being obtained by joining two or more materials, it has not simply the sum of the individual properties of resulting from the interaction between the phases, justified by the enormous interface between these materials. In the present work Polyol method was used to prepare SnO2/TiO2 nanocomposites, formed of semiconductor oxides of great interest in today's technology being of great versatility for applications. These oxides may present the same crystal structure, the tetragonal rutile type. However, they present different electronic structures and energy band gaps, giving different properties related to light absorption and application as gas sensors. The synthesized nanostructured composite as well as the isolate oxides were structurally characterized (XRD, FEG-SEM), using thermal analysis (TG/DTA), and light absorption spectroscopy within ultraviolet, visible and infrared regions. The combination of thermal analysis and X ray diffraction revealed that the simulataneous synthesis of two metals modified the precipitate, reducing the proportion of organic and intermediates compounds and anticipating the formation of crystalline phases of titanium oxides. By FEG-SEM analysis it was found that te composite treated at 500ºC consists of SnO2 nanoparticles suported by large plates of TiO2 and this material present highest uptake in the ultraviolet region. Testing photocatalytic discoloration of the dye Rhodamine B indicated that the nanocomposite has an intermediate catalytic activity when compared to the isolate oxides. The same sample was subjected to electrical characterization which led to a simplified model of electron transport in which it is assumed that the existing barrier between TiO2 particles is reduced due to the presence of SnO2 on the their surfaces

A miniaturização de dispositivos tecnológicos levou à percepção de novas classes de efeitos devidos ao con namento quântico e à mudança na proporção entre número de átomos presentes na superfície e no volume de estruturas que atingem a escala nanométrica, levando à noção de nanociência e nanotecnologia. Dentre os desa os impostos por essas áreas emergentes encontram-se os desa os para os métodos analíticos, em particular para os métodos baseados em feixes de íons, que tiveram um papel fundamental na tecnologia do silício. O uso de feixes de íons para a caracterização de nanoestruturas não é muito difundido devido a limitações na resolução espacial e no dano causado pelos íons energéticos incidentes nas nanoestruturas. Nesta tese é apresentado o estado da arte das aplicações da análise por feixes de íons na nanotecnologia e são descritos avanços direcionados à adoção de métodos analíticos de feixes de íons para as nanociências. Serão abordados os principais métodos de per lometria com alta resolução em profundidade, em especí co a per lometria utilizando reações nucleares com ressonâncias estreitas em suas curvas de seção de choque (RNRA, do inglês Resonant Nuclear Reaction Analysis ) e espalhamento de íons de energias intermediárias (MEIS do inglês Medium Energy Ion Scattering ). Uma vez que os modelos convencionais, baseados em uma aproximação Gaussiana, não são adequados para descrever o espectro de espalhamento de íons correspondente a estruturas nanométricas, neste trabalho foram desenvolvidos modelos que descrevem adequadamente os processos de perda de energia dos íons na matéria, viabilizando a adoção sistemática de espalhamento de íons de energias intermediárias para a análise de nanoestruturas. Aplica ções recentes de RNRA e MEIS para eletrodos de porta metálicos e dielétricos com alta constante dielétrica sendo incorporados à tecnologia MOSFET atual são apresentadas como avaliação dos métodos. / Device miniaturization revealed a new class of e ects due to quantum con nement and a di erent ration between the number of surface and bulk atoms as compared to macroscopic structures, giving rise to nanoscience and nanotechnology. Among the challenges imposed by these emerging areas are those related to the analytical techniques for material science, especially for ion beam analysis techniques (IBA). These techniques played a key role in the development of silicon technology. However, ion beam analysis is not of widespread use for nanostructure characterization due to limitation on the spatial resolution and also the damage caused by the energetic impinging ions at the target nanostructures. This thesis present state of the art applications of ion beam analysis for nanotechnology, describing advanced aimed at a more systematic use of analytical techniques based on ion beams for nanosciences. Detailed description of resonant nuclear reaction analysis (RNRA) medium energy ion scattering (MEIS) are presented, followed by the development of advanced ion energy loss models for high resolution depth pro ling using MEIS. The evaluation of RNRA e MEIS are presented based on recent applications for metal gates and high-k gate dielectrics of latest generation Metal-Oxide-Semiconductor Field-E ect Transistor (MOSFET) devices.

A síntese de sistemas nanoestruturados bidimensionais enterrados em matrizes sólidas têm atraído interesse em associação, por exemplo, com aplicações plasmônicas e magnéticas. Para ambas, as propriedades dos sistemas de nano-partículas (NPs) são fortemente dependentes em seus tamanhos, formas, densidade areal e ordem espacial do conjunto de NP. Espalhamento de íons de energia intermediaria (MEIS) é uma técnica de feixe de íons, que possui grande potencial na investigação de tais sistemas através do uso do software PowerMEIS. Este considera qualquer geometria, distribuição de tamanhos, composição e densidade das nanoestruturas. Porém, efeitos de Espalhamento Múltiplo (EM) e Espalhamento Plural (EP) não haviam ainda sido considerados em trabalhos anteriores. Estes efeitos podem ser importantes na análise de sistemas compostos por NPs enterradas e também para análises de MEIS com uso de íons mais pesados que He+, além de medidas a baixas energias. Para tal, um estudo do efeito de EM e EP em espectros de MEIS foi realizado, salientando-se a diferença dos dois processos de espalhamento. Neste trabalho, um algoritmo Monte Carlo para a simulação da perda de energia dos íons devido à efeitos de EM e EP foi incluído no software de simulação PowerMEIS. Os resultados mostram uma contribuição de efeitos de EM no caso de análises de sistemas 2D de NPs de Pb, entre 44 e 61 nm distantes da superfície, medidos por MEIS com íons de He+ com energias de 100 keV. A determinação do tamanho das NPs pela análise de MEIS foi afetada pela inclusão dos efeitos de EM, alcançando um valor mais próximo ao obtido por Microscopia de Transmissão de Elétrons (TEM). Simulações de EP de espectros de MEIS utilizando íons de He+ com 98,3 KeV sobre um filme de 12 nm de Pt depositado sobre substrato de Si exemplificam amostras onde os processos de EP possuem forte influência no espectro obtido. / The synthesis of 2-dimensional nanostructured systems buried into a solid matrix has attracted interest in connection e.g. with plasmonic or magnetic applications. For both, the properties of the nanoparticle (NP) system are strongly dependent on the size, shape, areal number density and spatial order of the NP set. Medium energy ion scattering (MEIS) is an ion beam characterization technique, which has great potentiality to investigate such kind of systems through the use of PowerMEIS software. Who considers any geometry, size distribution, composition and density of the nanostructures. However, Multiple Scattering (MS) and Plural Scattering (PS) effects have not been taken into account. These effects can be important for the analysis of systems composed by buried NPs and also for MEIS analysis using ions heavier than He+, measured at lower energies. For such, a study about the MS and PS effects in MEIS spectra was executed, stressing the difference between both scattering process. In this work, a Monte Carlo algorithm for the ion energy loss simulation due to MS and PS effects was included in the PowerMEIS simulation software. The results show a contribution of MS effects in case of the analysis of a 2D array of Pb NPs, distant from the surface between 44 and 61 nm, using 100 keV He + ions. The size determination of the NPs by the MEIS analysis was affected by the inclusion of MS effects, achieving a value closer to that obtained by Transmission Electron Microscopy (TEM). Simulations of PS effects in MEIS spectra, from 98,3 keV He+ on 12 nm Pt film deposited on Si substrate, ilustrates samples where PS process have great influence in the output spectra.

Apesar de todos os esforços feitos até hoje para explorar as propriedades estruturais de nanopartículas bimetálicas, ainda há uma restrição no que se refere a ferramentas adequadas para analizar com sucesso suas estruturas e composição. Nessa tese de doutorado, diferentes amostras contendo nanopartículas de PtPd foram sintetizadas de modo a conseguir um determinando arranjo atômico dos elementos no interior da nanopartícula, que podem ser uma estrutura caro¸cocasca (o que significa que um elemento está no caroço da nanopartícula e o outro elemento está presente na casca da nanopartícula) ou nanoliga. As amostras foram analisadas via MEIS (Espalhamento de Ions de Média Energia) e análise elementar espacialmente resolvida via espectroscopia de energia dispersiva (EDX) no modo STEM (Microscópio Eletrônico de Transmissão e Varredura). O uso complementar das técnicas MEIS e STEM mostrou-se de grande valia, sendo que a primeira analisa estatisticamente milhões de nanopartículas, enquanto que a segunda analisa as nanopartículas individualmente. Como fruto disso, as medidas com suas respectivas simulações conseguiram prover detalhes importantíssimos, tais como raio do caroço, espessura e composição da casca, e também distinguiu estruturas caroço casca. Estruturas de nanoligas de PtPd e caroço de Pd foram sintetizadas com sucesso, enquanto que a tentativa de criar uma estrutura com caroço de Pt resultou em uma mistura de estruturas caroço casca (caro¸co de Pt ou Pd) e nanoligas. Além disso, a sensibilidade da técnica MEIS à superfície da nanopartícula foi corroborada, sendo que ela foi capaz de quantificar a composição mais plausível da casca. / Despite all efforts that have been performed to explore the structural properties of bimetallic nanoparticles, there is still a constraint in the proper use of tools to successfully analyze their composition and structure. In this doctoral thesis different samples containing PtPd nanoparticles were synthesized in such a way to form a determined atomic arrangement of elements within the nanoparticle, which could be a nanoalloy or a core@shell structure. The samples were analysed via MEIS (Medium Energy Ion Scattering) and space-resolved elemental analysis energy dispersive spectroscopy (EDX) in the STEM (Scanning Transmission Electron Microscopy) mode. The complementarity of MEIS and STEM was validated, since the first technique analyses statistically million of nanoparticles, while the second ones analyses the nanoparticles individually. As a result, the measurements along with their respective simulations enabled us to obtain some very important nanoparticle details, such as the core and shell sizes, composition of the shell, and to distinguish different core@shell structures. Nanoalloys and Pd-core structures were successfully synthesized, while the attempt to produce a Pt-core resulted in a mixture of core@shell structures (Pt or Pd core) and nanoalloys. Moreover, MEIS sensitivity to the nanoparticles surface was corroborated by the fact that we were able to quantify the most plausible shell composition of the nanoparticles.

Orientador: Carlos Frederico de Oliveira Graeff / Coorientador: Erika Soares Bronze-Uhle / Banca: Francisco Eduardo Gontijo Guimarães / Banca: Marco Antonio Rodrigues Fernandes / O Programa de Pós Graduação em Ciência e Tecnologia de Materiais, PosMat, tem carater institucional e integra as atividades de pesquisa em materiais de diversos campi / Resumo: Este trabalho teve como objetivo estudar as características dosimétricas do polímero "poly-[1,1-bis(ethynyl)-4,4-bipheny(bis-tributylphosphine)Pt(11)]" (Pt-DEBP) frente à radiação gama. Para realização dos experimentos dissolveu-se o polímero Pt-DEBP, contendo dez unidades monoméricas, em solventes orgânicos - clorofórmio e totueno. As amostras foram irradiadas em quatro concentrações (0,0500; 0,0375; 0,0250; 0,0113 mg/mL) e em duplicatas, com doses que variaram de 1 a 90 Gy. Os resultados foram avaliados com base em técnicas espectroscópias, como a espectroscopia de absorção óptica (UV-VIs), fluorescência (emissão), fluorescência com resolução temporal (FRT) e infravermelho com transformada de Fourier (FTIR). Para soluções de Pt-DEBP em clorofórmio, nota-se uma alteração na posição da banca principal (л-л *) de absorção óptica para menores comprimentos de onda (blue-shift), aliado a uma diminuição da intensidade de absorção, á medida em que se aumenta a dose de radiação. Na espectroscopia de fluorescência, observou-se um deslocamento para maiores comprimentos de onda (red-shift) aliado a um aumento de intensidade na banda de emissão com aumento da dose de radiação. Experimentos de FRT, das amostras irradiadas em clorofórmio indicam a presença de um novo centro emissor. Os espectros de infravermelho com transformada de Fourier (FTIR) comprovam a entrada de cloro na cadeia polimérica, justificando o blue-shift obervado nos espectros de absorção e o novo centro emissor responsável pela alteração nos espectros de emissão. Além disso, foi analisado o comportamento linear dos resultados obtidos nos estudos de absorção e fluorescência, tomando como base a relação entre comprimento de onda máxima de absorção com a dose e, para o segundo caso, a relação entre... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: This work aimed to study the dosimetric characteristics of the polymer of the polymer"poly-[1,1-bis (ethynyl) -4,4 biphenyl (bis-tributylphosphine) Pt (II)]" (Pt-DEBP) compared to radiation gamma. The Pt-DEBP polymer, containing ten monomer units, was then dissolved in organic solvents as chloroform and toluene. The samples were irradiated at four concentrations (0.0500, 0.250, 0.0113 mg / mL) in duplicate, with radiation doses ranging from 1 to 90 Gy. The results were evaluated based on spectroscopic techniques such as optical absorption spectroscopy (UV-Vis), fluorescence (emission), time resolved fluorescence (FRT) and Fourier transform infrared (FTIR). For DEBP-Pt solutions in chloroform, there is a shift in the position of the main optical absorption band (л-л *) to lower wavelength (blue-shift), allied to a decreasing absorption intensify with increasing radiation dose. In fluorescence spectroscopy, there was a shift to longer wavelengths (red-shift) allied to an increasing emission intensify with increasing radition dose. FRT experiments on irradiated samples dissolved in chloroform indicated the presence of a new emitter center. FTRI spectra show the incorporation of chlorine in polymer chain, justifying the blue-shift observed in the absorption spectra and the new emission center. In addition, the behavior of linear results in the aborption and fluorescence studies was investigated based on the relationship between the wavelength of maximum absorption/emission and the radiation dose. For both cases, a linear behavior was observed in relation to the sample concentration. Repeatability and stability tests were also performed. For the samples dissolved in tolluene, there was no significant shift of the spectrum of absorption or fluorescence for all doses. The results show that the Pt-DEBP polymer dissolved in chloroform can be used as a dosimer for y-ray doses between... (Complete abstract click electronic access below) / Mestre

Orientador: Dayse Iara dos Santos / Banca: Luis Vicente de Andrade Scalvi / Banca: Luiz Henrique Dall'Antonia / O Programa em Ciência e Tecnologia de Materiais, PosMat, tem caráter institucional e integra as atividades de pesquisa em materiais de diversos campi / Resumo: O nanocompósito faz parte de um tipo de material o qual, apesar de ser obtido pela junção de dois ou mais materiais, não possui simplesmente a união das propriedades individuais de cada componente, mas possuui novas propriedades resultantes da interação entre as fases, justificada pela enorme interface entre estes materiais. Neste trabalho o método Poliol foi utilizado para preparar nanocompósitos SnO2/TiO2, formados de óxidos semicondutores de grande interesse no cenário atual da tecnologia sendo ambos de grande versatilidade para aplicações. Estes óxidos podem apresentar-se com uma mesma estrutura cristalina, a tetragonal do tipo rutila. Porém, apresentam diferentes estruturas eletrônicas e band gaps de energia, conferindo propriedades diferenciadas relacionadas à absorção de luz e à aplicação como sensores de gás. O compósito nanoestruturado e os óxidos sintetizados isoladamente foram caracterizados estruturalmente (DRX, FEG-MEV), por meio de análises térmicas (TG/DTA) e por espectroscopia de absorção de luz na região do ultravioleta, visível e infravermelho. As análises térmicas aliadas à difração de raios X revelaram que a síntese conjunta dos óxidos modifica o precipitado reduzindo a proporção de compostos orgânicos e intermediários e antecipando a formação das fases cristalinas do dióxido de titânio. Na análise por FEG-MEV observou-se que o compósito formado no aquecimento a 500ºC é constituído de nanoportículas de SnO2 suportados por placas maiores de TiO2 e este material, quando submetido à espectroscopia na região UV-Vis, apresentou maior absorção na região do ultravioleta. Foram realizados ensaios fotocatalíticos de descoloração do corante Rodamina B, os quais indicaram que o nanocompósitos possui atividade catalítica intermediária quando comparada aos óxidos isolados. Essa mesma amostra foi submetida a caracterizações elétricas que levaram à proposta de um modelo... / Abstract: The nanocomposite is part of a class of materials which, despite being obtained by joining two or more materials, it has not simply the sum of the individual properties of resulting from the interaction between the phases, justified by the enormous interface between these materials. In the present work Polyol method was used to prepare SnO2/TiO2 nanocomposites, formed of semiconductor oxides of great interest in today's technology being of great versatility for applications. These oxides may present the same crystal structure, the tetragonal rutile type. However, they present different electronic structures and energy band gaps, giving different properties related to light absorption and application as gas sensors. The synthesized nanostructured composite as well as the isolate oxides were structurally characterized (XRD, FEG-SEM), using thermal analysis (TG/DTA), and light absorption spectroscopy within ultraviolet, visible and infrared regions. The combination of thermal analysis and X ray diffraction revealed that the simulataneous synthesis of two metals modified the precipitate, reducing the proportion of organic and intermediates compounds and anticipating the formation of crystalline phases of titanium oxides. By FEG-SEM analysis it was found that te composite treated at 500ºC consists of SnO2 nanoparticles suported by large plates of TiO2 and this material present highest uptake in the ultraviolet region. Testing photocatalytic discoloration of the dye Rhodamine B indicated that the nanocomposite has an intermediate catalytic activity when compared to the isolate oxides. The same sample was subjected to electrical characterization which led to a simplified model of electron transport in which it is assumed that the existing barrier between TiO2 particles is reduced due to the presence of SnO2 on the their surfaces / Mestre

São investigadas as modificações na anisotropia magnética de exchange bias (EB) de filmes finos de IrMn/Cu/Co induzidas pela irradiação de íons. Os filmes são constituídos de uma camada antiferromagnética (AF) de IrMn acoplada a uma camada ferromagnética de cobalto (Co), separadas por um espaçador não-magnético de cobre (Cu). Irradiações com íons de He+ a baixa energia foram feitas para diferentes fluências e correntes, na presença de um campo magnético de aproximadamente 5 kOe. Amostras com e sem espaçador de Cu foram irradiadas e vários feixes a diferentes energias e fluências foram empregados, de modo a compreender os processos físicos responsáveis pelas modificações observadas nas propriedades magnéticas. Uma completa reorientação do EB na direção do campo aplicado durante as irradiações é observada, assim como e obtido um aumento do campo de exchange bias (HER) com a fluência. O aumento do HEB induzido pela irradiação, e maior que o obtido via tratamento térmico. Um aumento maior e mais rápido do HEB e obtido para as amostras sem espaçador de Cu. O papel da excitação eletrônica e dos defeitos causados pela irradiação iônica e investigado usando íons de H+ e Ne+ a energias escolhidas. Uma dependência das modificações provocadas no EB com os defeitos causados pelos íons e bem estabelecida. Os resultados observados são explicados através de um modelo fenomenológico que leva em conta as modificações induzidas na estrutura granular do material AF pela irradiação iônica. / The modifications of the magnetic anisotropy (exchange bias, EB) induced by ion irradiation in IrMn/Cu/Co thin films are investigated. The films consist of an antiferromagnetic (AF) layer (IrMn), coupled to a ferromagnetic one (Co) separated by a non-magnetic spacer (Cu). Low energy He+ irradiation has been performed for different ion fluenciesiand currents, in an external magnetic field of about 5 kOe. In addition, two different samples have been irradiated (with and without Cu spacer) and ions of other elements, with different energies, have also been used in order to understand the underlying physical processes responsible for the observed modifications of the magnetic properties. A complete reorientation of the EB direction towards that of the applied field during irradiation is observed. Moreover, an increase of the EB field HEB with the ion fluence is obtained. The enhancement of HEB due to the ion irradiation, is larger than that obtained by standard thermal annealing procedure. A faster and larger increase of the HEB is observed for the samples without Cu spacer. The role of ion-induced damage and electronic excitation is investigated by using H+ and Ne+ ions at selected energies. The dependence of the EB modifications with the ion damage is well established. The observed findings are then explained through a phenomenological model which takes into account the modification of AF granular structure induced by the ion irradiation.

Neste trabalho foram estudadas correlações entre estrutura e propriedades de certos revestimentos baseados em filmes finos cerâmicos, mais especificamente carbeto de vanádio, nitreto de silício e nitreto de titânio sobre titânio. As condições e parâmetros de deposição dos filmes, tais como composição e fluxo dos gases reativos, temperatura do substrato e outras, foram variados para obter filmes com composições, densidades e espessuras convenientes. As características físico-químicas dos filmes foram determinadas mediante a utilização de um grande número de ferramentas analíticas, descritas no texto. A avaliação do comportamento mecânico, tribológico e de resistência à corrosão dos filmes também foram determinadas por um apreciável número de métodos, os quais são descritos em detalhes no texto. Os resultados indicam algumas correlações importantes entre dureza, resistência ao desgaste e resistência à corrosão por um lado, e composição, densidade real e estrutura cristalina, por outro lado. Da mesma forma, foi possível estabelecer fatos novos sobre a adesão de filmes finos a substratos de aço e o transporte de diferentes espécies químicas envolvidas através de estruturas TiN/Ti/aço nitretado. Perspectivas para a continuidade do trabalho de pesquisa aqui relatado são discutidas no capítulo de Conclusões. / We report here on the investigation of correlations between structure and properties of certain coatings based on ceramic thin films, more specifically vanadium carbide, silicon nitride and titanium nitride on titanium. The films deposition conditions and parameters, such as the reactive gases compositions and flux, the substrate temperature during deposition and others, were varied in order to obtain films with convenient composition, density and thickness. The physicochemical characteristics of the films were determined by a large number of analytical techniques, as described in the text. The evaluation of the mechanical, tribologic, and corrosion behavior of the thin film coatings was also determined by a substantial number of techniques, all described in the text. The results indicate some important correlations between hardness, wear and corrosion resistance on one hand, and composition, real density, and crystalline structure on the other hand. In the same lines, it was possible to establish new facts about adhesion of thin film coatings on steel substrates and the transport of the involved chemical species across TiN/Ti/nitrided steel structures. The prospects for continuations of this work are discussed in the Conclusões chapter.

Neste trabalho serão apresentados resultados recentes de estudos de magnetorresistência gigante (GMR), na configuração corrente perpendicular ao plano, e de transferência de spin (TS) em multicamadas magnéticas. Para tal foram desenvolvidos sistemas de análise magnetorresistiva, assim como a preparação de amostras. O ponto fundamental para este tipo de estudo está, basicamente, na construção de sistemas que apresentam alta densidade de corrente e com estabilidade. Com o objetivo de contornar estas dificuldades, o problema foi abordado em duas frentes de estudo: i) nanocontatos e nanopilares, e ii) nanoponteiras. Os nanocontatos e as nanopilares são estruturas que apresentam características similares às multicamadas convencionais, mas que apresentam dimensões laterais de ordem nanométrica. Elas podem ser fabricadas por nanolitografia, tornando a confecção das amostras bastante delicada e complexa. Nesta etapa do trabalho dois tipos de materiais foram utilizados como camada para a gravura: PMMA e alumina. No primeiro caso, PMMA, técnicas de litografia por microscopia de força atômica (AFM) e feixe de elétrons foram utilizadas. No caso da alumina utilizou-se litografia por feixe de íons focalizados (FIB). Nos estudos via nanoponteiras destacam-se duas características importantes: a construção das nanoestruturas e a estabilidade do sistema de medidas. Para a fabricação foram utilizados fio de tungstênio, os quais foram preparados por eletrocorrosão. Durante o desenvolvimento das ponteiras foram feitas algumas modificações que resultaram numa otimização da estrutura final. As principais foram: uso de um campo magnético estático durante a corrosão, gerando um melhora significativa da qualidade das ponteiras e o recobrimento da região nanoscópica por uma camada de material magnético. O aparato de medida também sofreu várias transformações durante o desenvolvimento da tese. Um conjunto de melhorias na estabilidade e na aproximação das nanoponteiras acarretaram em melhoras na qualidade e na reprodutibilidade das medidas. Os principais resultados apresentados nesta tese são: i) desenvolvimento de técnicas de fabricação de sistemas nanométricos para análise dos efeitos de magnetorresistência gigante e de transferência de spin; ii) o uso de PMMA e alumina para a gravação nanolitografada; iii) condições ótimas para a obtenção de nanoponteiras; e iv) observação da função de camada polarizadora de spin, quando a nanoponteira é recoberta por material magnético. / In this work, spin transference and current perpendicular to the plane giant magnetoresistance (GMR) studies are presented. Specific measurement system and samples were also prepared. The crucial point concern these type of measurements is the design of devices that allow stable and high current densities. In this way, two approaches were considered: i) nanocontact and nanopillar systems and; ii) nanotip systems. Nanocontacts and nanopillars are structures defined by nanometric lateral dimensions. It can be fabricated through nanolithography techniques which are intrinsically complex. In the current work, two different materials were used as lithography mask: PMMA and alumina. For the first one, PMMA, atomic force microscopy (AFM) and e-beam lithography techniques were performed. For alumina, focus ion beam (FIB) lithography was used. In the nanotips experiments, two important issues were overcome: the fabrication of the nanostructures and the measurement system stability. For the nanotip fabrication, tungsten wires were subjected to electrocorrosion. Some process improvements were developed such as the use of static magnetic field during the corrosion, which leads to better tip quality. Also, processes involving tip coating by magnetic layers were developed. The measurement apparatus was also improved during the current research. The stability of the system and the tip approach to the surface are some crucial points which were improved leading to better measurement quality and reproducibility. The principal results of this thesis can be summarized as: i) development of nanometric structures to spin transference and giant magnetoresistance experiments; ii) the use of PMMA and alumina layers in the fabrication of nanocontacs and nanopillars; iii) the improvement of nanotip fabrication; iv) the observation of exchange in the spin polarizer layer when using magnetic coated nanotips.