Orientadora: Michelle Leali Costa / Coorientador: Edson Cocchieri Botelho / Banca: Mirabel Cerqueira Rezende / Banca: Koshun Iha / Resumo: As resinas fenólica e furfurílica possuem elevada densidade de ligações cruzadas e alto teor de carbono fixo, sendo, portanto, amplamente aplicadas na área aeroespacial, principalmente na obtenção de carbono vítreo. Apesar do domínio da produção de resinas fenol-furfurílica (FF) já se encontrar disponível em literatura, poucos dados a respeito de suas propriedades são publicados. Além disso, quase nenhuma informação pode ser encontrada a respeito da produção de compósitos nanoestruturados de resina fenol-furfurílica reforçada com nanotubos de carbono. Desta forma, o objetivo do presente trabalho é a obtenção de resina fenol-furfurílica e seus compósitos nanoestruturados com diferentes concentrações de nanotubos de carbono (0,1; 0,5 e 1,0 % m/m) e a caracterização térmica dos mesmos. Durante o desenvolvimento deste trabalho, as amostras foram avaliadas via calorimetria exploratória diferencial (DSC), visando obter informações a respeito do seu calor específico (cp); análise termomecânica (TMA) para obtenção do coeficiente de expansão térmica linear (α) e termogravimetria (TGA) para o conhecimento da temperatura de degradação térmica, tanto via análises reais como simuladas por software, conhecido como Highway Simulation. As análises de DSC mostram que os valores de cp tendem a aumentar com a temperatura até aproximadamente 150°C, a partir da qual tendem a decrescer. Além disso, a introdução dos CNT na resina FF aumenta o valor de cp até a concentração de 0,5%. O coeficiente de expansão térmica linear obtido pela técnica de TMA para a amostra de FF foi 33.10-6 °C-1. A introdução de CNT nas amostras de FF não afeta significativamente sua estabilidade térmica. Os valores encontrados de cp, α e temperatura inicial de degradação térmica para a resina FF são próximos aos valores da resina fenólica encontrados na literatura / Abstract: Phenolic and furfuryl alcohol resins have a high density of cross-links and high carbon yield, and thus widely applied in the aerospace area, mainly in the vitreous carbon processing. The production of phenol-furfuryl alcohol resin (FF) is already available in the literature, however, few works report its properties. Furthermore, almost no information can be found regarding the production of nanostructured composites of FF/carbon nanotubes (CNT). In this way, the aim of this work is to obtain nanostructured composites of FF/CNT with different concentrations of carbon nanotubes (0.1, 0.5 and 1.0% w/w) and thermal characterization. The specimens were evaluated by differential scanning calorimetry (DSC), in order to obtain information regarding your specific heat (cp); thermo-mechanical analysis (TMA) for obtaining the linear thermal expansion coefficient (α) and thermogravimetry (TGA) to knowledge of the temperature of thermal degradation, either by actual analyses as simulated by software known as Highway Simulation. The DSC analysis shows that the samples studied show that cp values tend to increase with the increase of temperature up to 150°C. Furthermore, the introduction of the CNT in FF resin increases the value of cp up to a concentration of 0.5%. The coefficient of linear thermal expansion obtained by the TMA technique for sample FF was 33.10-6 °C-1. The introduction of the CNT samples FF does not affect its thermal stability. The values found in the analyses are close to the values of the phenolic resin in the literature / Mestre

Orientador: Herman Jacobus Cornelis Voorwald / Coorientador: Maria Odila Hilário Cioffi / Banca: Mirabel Cerqueira Rezende / Banca: Maysa Furlan / Banca: Marcelo Ornaghi Orlandi / Banca: Heitor Luiz Ornaghi Júnior / Resumo: A produção de nanobiocompósitos tem crescido nos últimos anos considerando a necessidade no desenvolvimento de materiais que visam substituir aqueles produzidos com matéria-prima oriunda do petróleo e que demoram muito tempo para se degradarem, prejudicando o meio ambiente. Dentro deste contexto, foram confeccionados nanobiocompósitos de PHBV/nanocristais de celulose (NCC) por casting e eletrofiação. O desenvolvimento do trabalho consistiu inicialmente na determinação da melhor sequência de tratamentos químicos para a obtenção da celulose a partir do capim-sapê, e as condições determinadas foram: tratamento alcalino com solução de NaOH 5% (m/m), a 75°C, seguido por três etapas de branqueamento com H2O2/NaOH. Em seguida, foi realizado um planejamento de experimentos (PE) com o qual foi possível determinar as melhores condições de hidrólise ácida para a obtenção dos NCC, que foram: H2SO4 60% (m/m), a 60°C por 30 min (NCC4) e H2SO4 64% (m/m), a 35°C por 75 min (NCC9). Posteriormente, outro PE foi realizado para determinar os parâmetros mais adequados para a solubilidade e processamento do PHBV, e os resultados obtidos levaram à escolha dos seguintes parâmetros: solução de PHBV com 5% (m/m) de polímero em solventes dimetilformamida e clorofórmio (razão 22/78) solubilizados a 50°C por 30h, casting a 153°C e eletrofiação com agulha 20x10, rotação do tambor de 27 rpm, distância de trabalho de 10 cm, com condições ambientais próximas a 25°C e 50% de umidade. Por fim, foram confecionados os nanocompósitos PHBV/NCC4 e PHBV/NCC9, com a adição de 1% (m/m) de reforço, pelos processos de casting e eletrofiação, seguindo as condições de solubilidade e processamento estabelecidas no PE. A adição dos NCC nos nanocompósitos obtidos por casting não alterou a transparência dos filmes e proporcionou uma redução ... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: The production of nanobiocomposites has grown in recent years considering the need to develop materials to replace those produced using raw materials derived from petroleum and that take a long time to degrade, damaging the environment. However, nanobiocomposites of PHBV/cellulose nanocrystals (CNC), were obtained by solvent casting and electrospinning. First of all, was determined the best sequence of chemical treatments to obtain cellulose from brazilian satintail, and the conditions were: alkali treatment with NaOH solution (5% w/w) at 75°C , followed by three stages of bleaching with H2O2/NaOH. Then, following a design of experiments (DOE) it was possible to determine the best conditions of acid hydrolysis to obtain the CNC: H2SO4 60% (w/w) at 60°C for 30 min (CNC4) and H2SO4 64% (w/w) at 35°C for 75 min (CNC9). Afterwards, other DOE was conducted to determine the most appropriate PHBV solubility and processing parameters, and the results obtained led to the choice of the following parameters: PHBV solution containing 5% (w/w) of polymer in solvent dimethylformamide and chloroform (ratio 22/78), solubilized at 50°C for 30h; casting at 153°C, and electrospinning with needle (20x10), drum rotation of 27 rpm, working distance of 10 cm and environmental conditions close to 25°C and 50% of moisture. Finally, the nanocomposites PHBV/NCC4 and PHBV/NCC9 were obtained with the addition of 1% (w/w) of reinforcement by casting and electrospinning process, following the solubility and processing conditions determined at DOE. The addition of CNC in the nanocomposites obtained by solvent casting did not change the transparency of the films and provided a significant decrease in the polymer crystallization temperature, mainly with the addition of CNC4, whereas for electrospun nanocomposites, provided a considerable improvement in process efficiency, by ... (Complete abstract click electronic access below) / Doutor

O electrospinning (deposição eletrostática) representa um método simples e conveniente para preparar bras poliméricas e bras cerâmicas com interiores sólidos ou ocos, excepcionalmente longos em comprimento, uniformes no diâmetro, variando no intervalo de dezenas de nanômetros a vários micrômetros, com diversicadas composições. Apesar da potencialidade e versatilidade da Microscopia Eletrônica de Varredura existe um grande problema de caracterizar nanobras, já que este processo não é feito automaticamente. Este trabalho apresenta uma nova metodologia para extração automática de medidas em imagens SEM, como uma alternativa eciente em relação aos softwares semi-automáticos propostos na literatura. A metodologia proposta envolve o processamento das imagens SEM usando Morfologia Matemática e os resultados obtidos são discutidos e comparados àqueles processados por Redes Neurais Celulares e pelo método de Otsu. Imagens coletadas do microscópio foram analisadas por técnicas de processamento de imagens para determinação do diâmetro das nanobras. Os resultados mostraram boa concordância entre as metodologias estudadas e o método padrão-ouro indicando que os mesmos podem substituí-lo para constituir uma alternativa automática na caracterização de nanobras. / The electrospinning technique represents a simple and convenient process to provide polymers and ceramics bers with both solid and hollow interiors that are exceptionally long in length, uniform in diameter, varying within the interval of few nanometers to several microns, and diversied in composition. Despite the versatility and potencially the scanning electron microscopy (SEM) there is a serious problem to characterize nanobers, as it is not made automatically. This work presents novel methodology software for automatic measurement in SEM images, as an eficient alternative in comparison with semi-automatic softwares proposed in literature. The proposed methodology involves the image processing SEM using Mathematical Morphology and the obtained results are argued and compared with those processing for Celullar Neural Network and Otsu method. The microscope images were assessed and analysed by imagery processing techniques to determinate diameters of nanobers. The results has shown good agreement between the investigated and gold standard methods suggesting that the same ones can substitute it to constitute an automatic alternative in the nanobers characterization.

Submitted by Kamila Costa (kamilavasconceloscosta@gmail.com) on 2015-06-19T19:27:47Z No. of bitstreams: 1 DISSERTACAO-Cláudio N Lima.pdf: 3005477 bytes, checksum: 785f47294a40c969dbeb41e645ac4723 (MD5) / Approved for entry into archive by Divisão de Documentação/BC Biblioteca Central (ddbc@ufam.edu.br) on 2015-07-06T19:23:09Z (GMT) No. of bitstreams: 1 DISSERTACAO-Cláudio N Lima.pdf: 3005477 bytes, checksum: 785f47294a40c969dbeb41e645ac4723 (MD5) / Approved for entry into archive by Divisão de Documentação/BC Biblioteca Central (ddbc@ufam.edu.br) on 2015-07-06T19:30:00Z (GMT) No. of bitstreams: 1 DISSERTACAO-Cláudio N Lima.pdf: 3005477 bytes, checksum: 785f47294a40c969dbeb41e645ac4723 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-07-06T19:30:00Z (GMT). No. of bitstreams: 1 DISSERTACAO-Cláudio N Lima.pdf: 3005477 bytes, checksum: 785f47294a40c969dbeb41e645ac4723 (MD5) Previous issue date: 2014-12-01 / CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / A mixture of simple podwers of Ni and Sb with a nominal composition of Ni34Sb76 was submitted to mechanical milling, a process divided in six steps and followed by a X-ray diffraction (XDR) measurements. The duration of the milling was of 39 hours. A nucleation of a NiSb phase occurred, which holds a profound relevance in the cristalization of NiSb2. Its structural evolution was characterized by the following experimental techniques: X-ray diffraction (XRD) and Raman spectroscopy (ER). The structural parameters were refined by the Rietveldmethod (MR) using the GSAS package. A comparison between the results obtaind and the information present in the literature was done. A thermal treatment that lasted 9 hours was performed in the NbSb+Sb sample (obtained after 39 hours of milling on the original sample), with varying temperatures (25 ◦C, 100 ◦C, 200 ◦C and 300 ◦C), followed by X-ray diffraction measurements in sito by which a change in the sample structure was observed at 200 ◦C. At 300 ◦C it was observed in the XDR patterns the nucleation of NiSb2 and Sb2O3 phases. A Differential Scanning Calorimetry was (DSC) performed for confirmation of the XDR results. It was noted that NiSb2 nucleates at 263 oC, while Sb2O3 crystalised only at 309 oC. Measures of Raman espectroscopy were performed in various laser power levels, on the heat treated sample, were the vibrational modes of NiSb2 and NiSb were not found. / Uma mistura de pós elementares Ni e Sb com composições nominais Ni34Sb76 foi submetido à moagem mecânica, que foi dividida em seis etapas seguido de medidas de difração de raios X (DRX). O tempo total de moagem foi de 39 horas. Houve a nucleação da fase NiSb, a qual possui uma grande relevância na cristalização do compósito NiSb2. Sua evolução estrutural foi caracterizada através das seguintes técnicas experimentais: difração de raios X (DRX) e espectroscopia Raman (ER). Os parâmetros estruturais foram refinados pelo Método Rietveld (MR) usando o pacote GSAS. Os resultados alcançados foram comparados com os disponíveis na literatura. Um tratamento térmico foi realizado na amostra NiSb + Sb (resultado de 39 horas de moagem da mistura do pós Ni e Sb) no decorrer de 9 horas com temperatura variáveis (25 ◦C, 100 ◦C, 200 ◦C e 300 ◦C) seguido de medidas de DRX in sito na amostra, onde obserou-se uma mudança estrutura da amostra em 200 ◦C. Em 300 ◦C o DRX constata a cristalização da fase NiSb2 e Sb2O3. Uma medida de Calorimetria Diferencial de Varredura (DSC) foi efetuada afim de corroborar com as medidas de DRX in sito e notou-se que NiSb2 cristaliza em 263 ◦C, enquanto que Sb2O3 cristaliza em 309 ◦C. Medidas de ER foram realizadas, em diferentes potências do laser, na amostra tratada termicamente, não sendo observados modos vibracionais do NiSb2 e NiSb.

Neste trabalho determinamos o módulo elástico de filmes finos metálicos nanoestruturados. Os metais estudados, platina, ouro e paládio foram depositados utilizando a técnica de Metal Plasma Immersion Ion Implantation and Deposition. Um novo método foi utilizado para as medidas de módulo elástico, no qual cantiléveres de microscopia de força atômica são uniformemente recobertos com os filmes finos metálicos. Medidas das frequências de ressonância dos cantiléveres foram realizadas antes e depois dos recobrimentos com os filmes. Usando a teoria de vibração de barras, determinamos os valores dos módulos elásticos desses filmes. Obtivemos valores que estão entre 7 e 12% menores do que os respectivos módulos elásticos dos metais na forma de bulk. Um modelo simples em conta o caráter nanoestruturado dos materiais. Caracterizações complementares foram realizadas como : microscopia de tunelamento, difração de raios X e RBS (Rutherfor Backscattering Spectrometry). / In this work we have determined the elastic moduli of nanostructured metallic thin films. The analyzed metals, platinum, gold and palladium, have been deposited using the technique Metal Plasma Immersion Ion Implantation and Deposition. A new method was adopted to determine the elastic moduli, where cantilevers of atomic force microscopy were uniformly coated with thin films. The resonance frequencies of the cantilevers have been measured before and after the films coating. The elastic moduli were finally obtained using the vibration beam theory. The determined elastic constants are smaller than the respective bulk moduli: about 12% for Pt and Au and about 7% for Pd. A simple model is proposed to explain the softening of the elastic moduli taking into account the nanostructured character of the films. Additional characterizations have been done like: scanning tunneling microscopy, X-ray diffraction and RBS (Rutherford Backscattering Spectrometry).

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.

Zircônia hidratada cristalina, ZrO2.2H2O, com tamanho de domínio coerente médio de 1,5 nm foi obtida pela lixiviação do tungstato de zircônio (α-ZrW2O8) em uma solução de NaOH 1M, em ebulição por 5h. A partir do padrão de difração de elétrons das partículas de zircônia hidratada, esta pode ser indexada de acordo com uma rede tetragonal com a = 1,463(4)Å e c = 2,535(6)Å. Após aquecimento a 60ºC sob um vácuo de 10-5mbar, a zircônia hidratada, desidrata de forma reversível. Quando aquecida a 850ºC e 1000ºC, forma-se zircônia tetragonal e monoclínica, respectivamente. A zircônia hidratada nanocristalina produzida a partir do tungstato de zircônio forma aglomerados duros e transparentes, quase sem poros. A formação destes aglomerados e a desidratação observada em baixas temperaturas, sugere a possibilidade de obter-se corpos transparentes de zircônia, com tamanho de grão reduzido, a partir da deposição controlada de nanopartículas de zircônia hidratada a partir de uma suspensão aquosa. / Crystalline hydrous zirconia (ZrO2 .2H2O) with volume weighted average domain size of 1.5 nm was obtained by soaking zirconium tungstate (α-ZrW2O8) in boiling 1M NaOH solution for 5 h. The selected area electron diffraction pattern of hydrous zirconia particles could be indexed according to a tetragonal lattice with a = 1.463(4) Å and c = 2.535(6) Å. Upon heating to 60 oC under a vacuum of 10-5 mbar, hydrous zirconia dehydrates reversibly. Further heating to 850oC and 1000oC resulted in the formation of tetragonal and monoclinic zirconia, respectively. Some of the nanocrystalline hydrous zirconia produced from zirconium tungstate coalesced into transparent, nearly pore-free aggregates. The formation of these almost fully densified aggregates of hydrous zirconia, and the observed dehydration under very mild conditions, suggests that it could be possible to obtain transparent bodies of zirconia, with unprecedented small crystallite size, with the controlled deposition of the extremely small hydrous zirconia nanoparticles from a water-based suspension.

Submitted by camilla martins (camillasmmartins@gmail.com) on 2017-03-27T13:29:24Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Dissertacao_DesignNano-Antenas.pdf: 5346915 bytes, checksum: 7566ac470c2763da59df63bdd14e54be (MD5) / Approved for entry into archive by Edisangela Bastos (edisangela@ufpa.br) on 2017-03-27T16:30:19Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Dissertacao_DesignNano-Antenas.pdf: 5346915 bytes, checksum: 7566ac470c2763da59df63bdd14e54be (MD5) / Made available in DSpace on 2017-03-27T16:30:19Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Dissertacao_DesignNano-Antenas.pdf: 5346915 bytes, checksum: 7566ac470c2763da59df63bdd14e54be (MD5) Previous issue date: 2015-02-23 / FAPESPA - Fundação Amazônia de Amparo a Estudos e Pesquisas / Estruturas denominadas derivados de dendrímeros (DD) possuem propriedades eletrônicas fascinantes, do ponto de vista tecnológico, completamente diferentes das obtidas apenas pelos seus constituintes básicos e com estados discretos de condutividade que emergem das vizinhanças dos pontos de Fermi. Um fator preponderante na engenharia de DD é sua dimensionalidade. Experimentos usando espectroscopia molecular (Raman) e microscopia de alta resolução (TEM, AFM e STM) confirmaram a natureza n-D de seus elétrons. Eles concluíram que a dimensionalidade de um DD tem uma influência profunda sobre suas propriedades físicas. Essa característica peculiar de ajuste das propriedades eletrônicas de acordo com a geometria, somada às dimensões reduzidas, gerou uma grande corrida tecnológica com o objetivo de se desenvolver dispositivos eletrônicos (diodos, transistores, portas lógicas, displays,...) a partir de DD. Algumas aplicações interessantes referem-se à utilização de DD como: antenas mediante a modificação das propriedades de impedância dos DD na presença de espécies químicas, pinças e ponta de prova de microscópio, base para baterias de lítio, nanoguias de ondas, entre outras. A proposta deste trabalho se baseia em investigar as mudanças de comportamento de funcionamento desta classe de antenas DD puras e dopadas na presença de campo elétrico externo. Para isso, são modificadas as regiões terminais que está associado com os parâmetros que definem o DD. Nesse trabalho, será mostrado a estrutura eletrônica de DD puro e dopado na presença de campo elétrico externo utilizando as aproximações derivadas do método de Hartree-Fock. Nesse método, o DD é obtido da estrutura do precursor otimizada por método de mecânica molecular. A investigação de DD tem como objetivo calcular sua estrutura eletrônica via Hartree-Fock semiempíricos (AM1) e Zindo/S-CI) e ab initio quando convenientes para pequenos oligômeros. Isto é importante para o conhecimento e análise de quais propriedades estruturais estão relacionadas com o mecanismo de transporte eletrônico molecular. A análise empírica de Millikan-Laurtisen (ML) e Fowler-Nordheim (FN) também é apresentada para o melhor detalhamento do transporte eletrônico, com o objetivo de demonstração da assinatura eleltrônica de DD para utilização de nano-antenas de dendrímeros. / Structures named derivatives dendrimers (DD) have fascinating electronics proprieties. From the technological point of view, they are completely different from those ones obtained only by their basics constituents and with discrete states of conductivity, which emerges from the points of Fermi's surroundings. One preponderant factor of the engineering of the DD is its dimensionality. Experiments using molecular spectroscopy (Raman) and high resolution microscopy (TEM, AFM and STM) confirmed the nature n-D of their electrons. They concluded that the dimensionality of one DD has a deep influence on its physics properties. This peculiar characteristic of electronics properties adjusts according to the geometry, along with the reduced dimensions, created a huge technological race, aiming to develop electronic devices (diodes, transistors, logical doors, displays,…) from DD. Some interesting applications refers to the usage of the DD as: antennas, by the DD’s impedance properties modifications in the presence of chemical species, clamps and the microscope probe, basis for lithium batteries, waves of nanoguides, and others. The study’s proposal is based on investigate the behavior’s changes of function of this classes of antennas DD pure and doped, in the presence of an extern electric field. For that, the terminals regions, which are associated with the parameters the defined the DD, will be modified.In this study, will be shown the DD’s electronics structures pure and doped, in the presence of an extern electric field, using the derived approaches from Hartree-Fork’s method. Therefore, using this method, the DD is obtained from the precursor structure, optimized by the molecular mechanical method.The DD’s investigation aims to calculate its electronic structure via Hartree-Fock semi empirical (AM1 and Zinco/S-CI) and ab initio, when convenient for little oligomers. This is important for the knowledge and analysis of which structural properties are related with the molecular electronic transport’s mechanism. The empirical analysis of Millikan-Laurtisen (ML) and Fowler-Nordheim (FN), it's also presented for better detailing of the electronic transport , in order to demonstrate the DD’s electronic signature, for the usage in dendrimers antennas.

Quais propriedades magnéticas são modificadas quando se agrupam átomos de Fe/Co para formar estruturas quasi-2D, se comparadas aos nanofios (quasi-1D) de FexCo1-x? E como estas propriedades reagem com a variação da proporção de Fe/Co nos aglomerados? A fim de responder a estas questões, trímeros de FexCo1-x depositados em Pt(111) são investigados utilizando o método de primeiros princípios Real Space-Linear Muffin-Tin Orbital-Atomic Sphere Approximation (RS-LMTO-ASA) no âmbito da Teoria do Funcional da Densidade (DFT). Diferentes configurações de trímeros triangulares são consideradas, variando-se as posições e a concentração dos átomos de Fe/Co. Neste trabalho, demonstra-se a ocorrência de uma tendência não-linear estritamente decrescente dos momentos orbitais médios como função da concentração de Fe, distinta do encontrado tanto para os nanofios de FexCo1-x (dependência linear) quanto para a monocamada correspondente (dependência não-linear). Os resultados obtidos mostram ainda que os momentos orbitais variam com o ambiente local e com a direção de magnetização, especialmente quando associados aos átomos de Co, em concordância com publicações anteriores. A mudança de dimensionalidade quasi-1D (nanofios) para quasi-2D (trímeros compactos) não afeta o comportamento dos momentos de spin, que permanecem descritos por uma função linear com respeito à proporção de Fe/Co. Ambos o formato e a concentração de Fe nos sistemas apresentam um papel importante nos valores de energia de anisotropia magnética. Em adição, observou-se que o subtrato de Pt opera ativamente na definição das propriedades magnéticas dos aglomerados. Embora todas as configurações lineares e compactas dos aglomerados de FexCo1-x sejam estáveis e exibam interações fortemente ferromagnéticas entre os primeiros vizinhos, nem todas revelaram o ordenamento colinear como estado fundamental, apresentando uma interação de Dzyaloshinskii-Moriya não-desprezível induzida pelo acoplamento spin-órbita. Estes casos específicos são: o trímero triangular de Co puro e o trímero linear (nanofio) de Fe puro, para o qual foi verificado o acoplamento do tipo Ruderman-Kittel-Kasuya-Yosida entre os átomos de Fe constituintes. Os resultados obtidos contribuem para o entendimento de quais mecanismos definem o magnetismo nos trímeros de FexCo1-x/Pt(111), e discutem as questões presentes atualmente na literatura no contexto destes sistemas. / Which nanomagnetic properties change when we group Fe/Co atoms to form quasi-2D structures, in comparison with FexCo1-x nanowires quasi-1D arrangements? And how these properties react with the Fe/Co proportion variation? To answer these questions, FexCo1-x trimers deposited on the Pt(111) surface are investigated with the first-principles Real Space-Linear Muffin-Tin Orbital-Atomic Sphere Approximation (RS-LMTO-ASA) method in the framework of the Density Functional Theory (DFT). Different configurations of triangular trimers are considered, varying the positions and concentration of Fe/Co atoms. We demonstrate the occurrence of a strictly decreasing nonlinear trend of the average orbital moments with the Fe concentration, different from what was found for FexCo1-x/Pt(111) nanochains (linear dependence), but also contrasting to the monolayer behavior (nonlinear dependence). Our results show that the orbital moments change with local environment and the direction of magnetization, especially for Co atoms, in agreement with previous investigations. When the structures deposited on Pt(111) change from quasi-1D (nanowires) to quasi-2D (compact trimers) arrangements, the average spin moments are still described by a linear function with respect to Fe/Co proportion. Both the Fe concentration and shape of the system have an important role on the magnetic anisotropy energy values. In addition, we observed that Pt substrate operates actively on the obtained magnetic properties. Although all studied linear and compact FexCo1-x configurations are stable and substantially ferromagnetic for nearest-neighbors interactions, not all revealed a collinear magnetic ordering as ground state, presenting a non-negligible Dzyaloshinskii-Moriya interaction induced by spin-orbit coupling. For this particular case we can mention the triangular pure Co trimer and the linear (nanowire) pure Fe trimer, which shows a Ruderman-Kittel-Kasuya-Yosida-like coupling between the constituent Fe atoms. The obtained results contribute to the understanding of which mechanisms define the magnetism of FexCo1-x/Pt(111) trimers, and discuss issues currently present in literature in the context of these systems.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:35:45Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2012-12-27Bitstream added on 2014-06-13T19:06:02Z : No. of bitstreams: 1 alessio_p_dr_bauru.pdf: 3992190 bytes, checksum: 1589671fa2065ebb3c282daa63fb9d9f (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) / A detecção de substâncias em sistemas liquidos diluídos é um desafio para diversas áreas, seja para o diagnóstico de doenças ou para identificação de substâncias nocivas, drogas ou moléculas de interesse. A língua eletrônica, neste caso, sensores baseados em filmes finos (material quimiosssensível) e espectroscopia de impedância, oferece um grande potencial para detecções ultrassensíveis, assim como a técnica SERS. Nesta tese foi estudada a influência da arquitetura molecular dos filmes finos que compõem os sensores (língua eletrônica) na detecção de um analito alvo, a dopamina. Três diferentes moléculas foram utilizadas como material quimiossensível: dois derivados de perileno tetracarboxílico diimido (PTCD-COOH e PTCD-NH2) e uma ftalocianina metálica (FePc). A técnica SERS foi utilizada para investigar a interação entre a dopamina e o filme fino, por sua alta sensibilidade e especificidade molecular. Para isso foram fabricados filmes finos utilizando diferentes técnicas de processamento: PVD, LbL, LB. Esses filmes foram caracterizados por diferentes técnicas, com as quais se pode identificar a obtenção das diferentes arquiteturas moleculares. Esses filmes foram aplicados na detecção de dopamina utilizando espectroscopia de impedância e os resultados confirmaram que o desempenho das unidades sensoriais formadas por tais filmes é influenciado pela arquitetura molecular do filme. O melhor desempenho foi observado para a FePc processada na forma de filme LB. As análises de SERS identificaram a interação entre FePc e dopamina e confirmaram que a melhor arquitetura molecular para tal interação é a obtida no filme LB / The detection of substances in liquid diluted systems is a challenge to variuos areas, either for disease diagnosis or to identify hazardous substances, drugs or molecules of internet. The electronic tongue, in this case, sensors based on thin films (chemo-sensitive material) and impedance spectroscopy offers great potential for ultra-sensitive detections as well as the SERS technique. In this thesis it was studied the influence of the molecular architecture of the thin films that comprise the sensors (electronic tongue) in the detection of a target analyte, the dopamine. Three different molecules were used as chemo-sensitive materials: two perylene tetracarboxylic diimide derivatives (PTCD-COOH and PTCD-NH2) and a metal phthalocyanine (FePc). SERS technique was used to investigate the interaction between dopamine and thin film due to its great sensitivity and molecular specificity. For that, thin films were fabricated using different processing techniques: PVD, LbL and LB. These films were characterized by different techniques, and with that it could be identified the different molecular architectures obtained. These films were used for dapamine detection using impedance spectroscopy and the results confirmed that the sensing units performance is influenced by the molecular architecture. The best performance was observed for the FePc processed in the form of LB film. The SERS analysis identified the interaction between dopamine and FePc and confirmed that the best architecture to promete the molecular interaction is obtained in the LB film