Orientador: Luiz Carlos Kretly / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-11T03:07:44Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Capovilla_CarlosEduardo_D.pdf: 7813094 bytes, checksum: 52ab9727d246649f4c3628a9a462e9c2 (MD5) Previous issue date: 2008 / Resumo: Esta pesquisa tem por objetivo a concepção de novas topologias de circuitos integrados e suas caracterizações para operação em sistemas de rádio-recepção. O projeto e a fabricação de chaves de RF, LNAs, mixer e VCOs são apresentados. A técnica SMILE (Spatial MultIplexing ofLocal Elements) foi adotada devido às suas vantagens e funcionalidade para a otimização física de antenas inteligentes. Essa técnica requer um chaveamento sequencial das antenas do arranjo e para tal foi desenvolvido um controle de chaveamento acionado por um VCO digital. A demultiplexação analógica do sinal é implementada através de um OTA e chaves analógicas diferenciais. Assim, além da introdução de novas topologias de circuitos integrados, este trabalho estabelece procedimentos de projeto e simulação associados à validação dos dispositivos fabricados. Palavras-chave: circuitos integrados, rádio-recepção, antenas inteligentes, SMILE / Abstract: This research aims the conception of new topologies of integrated circuits and its characterizations for operation in radio-receiver systems. The design and fabrication of RF switches, LNAs, mixer, and VCOs are presented. The SMILE - Spatial MultIplexing of Local Elements - technique was adopted due to its advantages and functionality for the intelligent antennas physical optimization. This technique requires a sequential switching of the antennas and for this purpose a switch driver with a digital VCO was developed. The analog demultiplexation of the signal is implemented with OTA and differential analog switches. Thus, besides the introduction of new integrated circuit topologies, this work establishes procedures of design and simulation together with the manufactured devices validation. Keywords: integrated circuits, radio-reception, smart antennas, SMILE / Doutorado / Eletrônica, Microeletrônica e Optoeletrônica / Doutor em Engenharia Elétrica

Orientador: Luiz Carlos Kretly / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-11T01:55:52Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Silva_AndreTavoradeAlbuquerque_D.pdf: 5543671 bytes, checksum: 26990143f84fbd9e80d60304ebc8febc (MD5) Previous issue date: 2008 / Resumo: Este trabalho apresenta dois tópicos de pesquisa, o primeiro é referente ao projeto e desenvolvimento da tecnologia de fabricação de Chaves MEMS (Micro Electro Mechanical System) de RF e o segundo é o projeto de circuitos integrados. No que se refere a chaves MEMS, descreve-se o processo e a metodologia para projeto de Chaves MEMS paralela sobre linha de transmissão coplanar (CPW). A estrutura é composta de uma ponte metálica suspensa em ambos os lados por dois postes metálicos conectados ao plano de terra. As chaves são projetadas para uma baixa tensão de ativação (16 V) e com larga banda de operação em freqüência (400 MHz ¿ 4GHz) possibilitando seu uso na maioria dos padrões de sistemas de comunicação. Também é descrita a metodologia do projeto auxiliado por simulações eletromecânicas e eletromagnéticas e finalmente é apresentada a caracterização de 4 chaves construídas. Após extensa pesquisa na literatura técnico-científica, foi identificado que este é o primeiro trabalho no Brasil dedicado ao desenvolvimento de tecnologia de fabricação de chaves MEMS. Os projetos de circuitos integrados foram realizados em tecnologia CMOS 0,35 µm e incluem: multiplicador de tensão e oscilador em anel, chaveador SPDT (Single Pole Double Through), amplificador de baixo ruído e modulador BPSK. Sendo os circuitos multiplicador de tensão e oscilador em anel projetados para aplicações em chaves MEMS. Os circuitos SPDT, amplificador de baixo ruído e modulador BPSK são parte integrante de Front-End de RF, com recepção em 1,8 GHz (banda D - GSM) e transmissão em 868,3 MHz (padrão Zigbee). São descritos os guias de projeto para cada circuito com simulações e desenho de layout. Especificamente para os circuitos, multiplicador de tensão e amplificador de baixo ruído são apresentadas novas topologias. Estes dois circuitos estão em via de preparação de patente. Finalmente, as caracterizações de cada circuito são apresentadas, com exceção do modulador BPSK / Abstract: This work presents two main research topics: the first refers to the design and the development of a fabrication technology for RF MEMS (Micro Electromechanical Systems) Switches and the second to the design of RF integrated circuits. In relation to MEMS switches, it describes the fabrication process and the design methodology of Shunt MEMS switches over a coplanar transmission line (CPW). The structure is composed by a metallic bridge anchored on both ends by two metallic posts connected to the ground plane. The switches are designed to operate at low activation voltage (16 V) and with a large band of operating frequency (400 MHz ¿ 4GHz), making possible its use in many communication systems. It is also described a design methodology assisted by electromechanical and electromagnetic simulations, and finally it is presented the characterization of 4 switches. After extensive search in technical literature, it was identified that this is the first work in Brazil dedicated to the technology development and fabrication of MEMS switches. The integrated circuits designs are realized in CMOS 0.35 µm technology and includes: charge pump and ring oscillator, SPDT switcher (Single Pole Double Through), low noise amplifier and BPSK modulator. The circuits charge pump and ring oscillator are intended to MEMS switches applications. The circuits SPDT, low noise amplifier and BPSK modulator are integrating parts of a RF Front-End, with reception at 1.8 GHz (band D ¿ GSM) and transmission at 868.3 MHz (ZigBee standard). The design guidelines to each circuit are described, with simulations and layout drawing. Specifically to the circuits charge pump and low noise amplifier, it is presented new topologies with innovation in the area. These two circuits have their patent process under preparation. Finally, the characterization of each circuit is presented, with exception of the BPSK modulator / Doutorado / Eletrônica, Microeletrônica e Optoeletrônica / Doutor em Engenharia Elétrica

Submitted by Erika Demachki (erikademachki@gmail.com) on 2014-11-03T16:23:01Z No. of bitstreams: 2 Dissertação - Sandra de Cássia Pereira - 2014.pdf: 3364346 bytes, checksum: 10b7ec2e9cae1b670c3709119ce8f966 (MD5) license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) / Approved for entry into archive by Erika Demachki (erikademachki@gmail.com) on 2014-11-03T16:23:40Z (GMT) No. of bitstreams: 2 Dissertação - Sandra de Cássia Pereira - 2014.pdf: 3364346 bytes, checksum: 10b7ec2e9cae1b670c3709119ce8f966 (MD5) license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) / Made available in DSpace on 2014-11-03T16:23:40Z (GMT). No. of bitstreams: 2 Dissertação - Sandra de Cássia Pereira - 2014.pdf: 3364346 bytes, checksum: 10b7ec2e9cae1b670c3709119ce8f966 (MD5) license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) Previous issue date: 2014-01-27 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / In recent years, the perovskite type oxides doped with rare-earth ions has attracted great interest in the research, especially in the field of photoluminescence (PL). This property has always attracted the interest of the scientific community, especially since their discovery room temperature. The present work aims to study the PL property CaTiO3 (CT) doped with rare-earth ions Yb (III) and Tm (III). Samples of CT pure and doped with rare-earth ions, Ca1-(x+y)YbxTmyTiO3 (x and y = 0, 0,01, 0,0075, 0,005, ou 0,0025 ), were obtained by co-precipitation method and processing using hydrothermal system assisted by microwave , which was used to be a relatively new, promising little used method of processing. The samples were characterized by different techniques, the X-ray diffraction confirmed to obtain a single phase material of orthorhombic perovskite type structure, confirming that the hydrothermal synthesis method is effective in the samples of interest in shorter periods of time. Ultraviolet-visible absorption spectroscopy, allowed calculation of the "gap" optic, confirming the presence of intermediate levels between the valence band and the conduction in the doped samples. The characterization by SEM and EDX confirmed, respectively, obtaining approximately cubic particles and exclusive presence of the cations of interest. PL results show that the doping of CT formation leads of defects to high and low energy in the samples. The highest FL intensity occurs when the doping is performed in proportion to the doping. / Nos últimos anos, óxidos do tipo perovsquita dopados com íons terras-raras tem atraído grande interesse na pesquisa, principalmente no campo da fotoluminescência (FL). Essa propriedade sempre atraiu o interesse da comunidade científica, principalmente a partir de sua descoberta a temperatura ambiente. O presente trabalho tem como objetivo estudar a propriedade FL do CaTiO3 (CT) dopado com os íons terras-raras Yb(III) e Tm (III). Amostras do CT puro e dopadas com os íons terras-raras, Ca1-(x+y)YbxTmyTiO3 (x e y =0, 0,01, 0,0075, 0,005, ou 0,0025), foram obtidas pelo método de coprecipitação e processadas utilizando o sistema hidrotérmico assistido por micro-ondas, que foi utilizado por ser um método de processamento relativamente novo, bastante promissor e ainda pouco utilizado. As amostras obtidas foram caracterizadas por diferentes técnicas, a difração de raios X confirmou a obtenção de materiais monofásicos com estrutura perovsquita do tipo ortorrômbica, comprovando que o método hidrotérmico é eficiente na síntese das amostras de interesse em curtos períodos de tempo. A espectroscopia de absorção UV-Visível permitiu o cálculo do “gap” óptico, comprovando a presença de níveis intermediários entre a banda de valência e a de condução nas amostras dopadas. A caracterização por MEV e por EDS comprovou, respectivamente, a obtenção de partículas aproximadamente cubicas e a presença exclusiva dos cátions de interesse. Os resultados de FL mostram que a dopagem do CT leva a formação de defeitos de alta e baixa energia nas amostras. E a maior intensidade FL ocorre quando a dopagem é realizada na mesma proporção dos dopantes.

Submitted by Erika Demachki (erikademachki@gmail.com) on 2015-01-16T17:12:14Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) Dissertação - Maciel Salomão de Almeida - 2013.pdf: 7583295 bytes, checksum: 760412dd4823f72e941a9b42de2513e8 (MD5) / Approved for entry into archive by Erika Demachki (erikademachki@gmail.com) on 2015-01-16T17:36:50Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) Dissertação - Maciel Salomão de Almeida - 2013.pdf: 7583295 bytes, checksum: 760412dd4823f72e941a9b42de2513e8 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-01-16T17:36:50Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) Dissertação - Maciel Salomão de Almeida - 2013.pdf: 7583295 bytes, checksum: 760412dd4823f72e941a9b42de2513e8 (MD5) Previous issue date: 2013-07-26 / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de Goiás - FAPEG / The method of obtaining nanorods was conducted by precipitation of hydroxides of samarium and gadolinium weak base with ammonium hydroxide at room temperature and subsequent calcination of hydroxides to oxides. For the nanosized powders hydroxide with nanorods morphology was used hydrothermal system assisted by microwave (HTMW). The products obtained were characterized by X-ray diffraction, scanning electron microscopy (SEM) and transmission electron microscopy (TEM). The application of X-ray diffraction identified crystalline phases, quantitation of phases, determining the parameters of the unit cell, the crystallite size and orientation. The scanning electron microscopy and transmission contributed to the morphological observations in the post hydroxide nanorods. Obtaining oxides occurred after the thermal analysis: Thermogravimetric analysis (TGA) and differential thermal analysis (DTA). The gadolinia and samaria, are known as oxides of these elements were obtained by dehydration of the respective hydroxides. During calcination of the hydroxides, the porosity of the nanorods became increasingly smaller due to reduction of surface free energy of the nanorods, maintaining the morphology. / O método de obtenção dos nanobastões foi realizado por precipitação dos hidróxidos de samário e gadolínio, com a base fraca de hidróxido de amônio, à temperatura ambiente e posterior calcinação dos hidróxidos a óxidos. Para obter os pós nanométricos de hidróxidos, com morfologia em nanobastões foi utilizado o sistema hidrotérmico assistido por micro – ondas (HTMW). Os produtos obtidos foram caracterizados por difração de raio X, microscopia eletrônica de varredura, (MEV) e microscopia eletrônica de transmissão (MET). A aplicação da difração de raios X identificou as fases cristalinas, a quantificação de fases, a determinação dos parâmetros da cela unitária, a orientação e o tamanho do cristalito. As microscopias eletrônicas de varredura e transmissão contribuíram para as observações morfológicas em nanobastões dos pós de hidróxidos. A obtenção dos óxidos ocorreu após as análises térmicas: análise termogravimétrica (TGA) e análise térmica diferencial (DTA). A samária e a gadolínia, como são conhecidos os óxidos destes elementos, foram obtidas pela desidratação dos seus respectivos hidróxidos. Durante a calcinação dos hidróxidos, a porosidade dos nanobastões se tornou cada vez menor, devido à redução da energia livre superficial dos nanobastões, mantendo sua morfologia.

Submitted by JÚLIO HEBER SILVA (julioheber@yahoo.com.br) on 2016-11-23T15:47:14Z No. of bitstreams: 2 Dissertação - Monick Cristina Braga - 2016.pdf: 3023233 bytes, checksum: 1cca73525c76930a1072da12ee837400 (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) / Approved for entry into archive by Jaqueline Silva (jtas29@gmail.com) on 2016-11-30T15:45:17Z (GMT) No. of bitstreams: 2 Dissertação - Monick Cristina Braga - 2016.pdf: 3023233 bytes, checksum: 1cca73525c76930a1072da12ee837400 (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) / Made available in DSpace on 2016-11-30T15:45:17Z (GMT). No. of bitstreams: 2 Dissertação - Monick Cristina Braga - 2016.pdf: 3023233 bytes, checksum: 1cca73525c76930a1072da12ee837400 (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Previous issue date: 2016-09-26 / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de Goiás - FAPEG / The aim of this study was to evaluate the physical and chemical quality Curcuma Longa L. leaf submitted to three drying methods: hot air drying, freezedrying and microwave drying, as well as the study of kinetic drying methods by convection and microwave. For the kinetic study the leaves were dried by hot air (60 °C) and microwave drying (900W power). Mathematical modeling using various models was performed, as follows: Lewis, Page, Henderson and Pabis, Wang and Singh, and logarithmic models were used to adjust experimental kinetic data. The results showed that the drying time of microwave was 60 times lower than hot air drying. Page model was the best adjusted the drying kinetics data by both methods. The phenol content was higher in the dry leaf (185.42mg/100g-1±0,65) by microwave (p <0.05) than in the hot air dried leaf (183,76 mg/100g-1±0,60), showing phenolic content greater than three times the fresh leaf (54,88mg/100g-1±0,76). It was observed that the drying process does not influence the color variation (ΔE) of the dried leaf. To study the physical and chemical characterization of Curcuma longa L. leaves by studying the chemical composition of the fresh leaf, mineral composition, antinutritional factors and evaluation of the color change of fresh and dry leaf, they were dehydrated by methods microwave, hot air drying and freezedrying. The chemical composition showed appreciable amounts of protein (39,5g (100g) -1 ± 0.91), carbohydrates (44,74g (100g) -1 ± 1.04), total fiber (34,47g (100g) -1 ± 0.98), and soluble fiber (22,65g (100g) -1 ± 0.65), insoluble fiber (11,81g (100g) -1 ± 0.34), ash (13,81g (100g) - 1 ± 1.05), and low in lipids (2,47g (100g) -1 ± 0.12). The mineral composition showed higher amounts of Na, Mg, K, Ca, P, and Mn. Other minerals are Fe and Zn. It was observed low levels of nitrate 0.05 mg / g ± 0.00 (fresh leaf) and 0,46-0,47mg / g (dry leaves) and showed no cyanogenic compounds in its composition. It was observed that the drying process influence on color variation of the dry leaves, increasing the brightness, diminindo the intensity of green color and causing the change in the shade of green to yellowish green. To study the effect of different methods of preservation (hot air drying, in a microwave and freezedrying) the content of bioactive compounds and antioxidant capacity of turmeric leaves, they were dehydrated by drying in an oven (60 ° C) in microwaves (900 W) and lyophilizing (vacuum of 300 mmHg) until equilibrium moisture content (0.030 kgágua.kgsolido dry- 1 ). The content of total phenolics, tannins hydrolysates and condensates and antioxidant activity (DPPH scavenging, reducing and iron chelation) of dried and fresh Curcuma longa leaves were evaluated. The drying methods led to reduction of all the characteristics assessed on a dry basis (2.77 to 73.86%) and antioxidant capacity compared to fresh leaf (67 to 98%). The microwave drying was preservation method studied which produced the best dry leaves, based on the content of bioactive compounds and antioxidant capacity (top being 0.9 to 612% compared to other methods). / O objetivo desse trabalho foi avaliar a qualidade físico-química e caracterizar os compostos bioativos e capacidade antioxidante da folha da Cúrcuma Longa L. submetida a três métodos de secagem: estufa, liofilização e micro-ondas, assim como o estudo cinético pelos métodos de secagem por convecção e micro-ondas. Para o estudo cinético as folhas foram secas por convecção (temperatura de 60°C) e micro-ondas (potência de 900 W). Foi realizada a modelagem matemática utilizando vários modelos, sendo eles: Lewis, Page, Henderson e Pabis, Wang & Singh e logarítmico, ajustando os modelos aos dados experimentais cinéticos. Os resultados obtidos revelaram que o tempo de secagem por micro-ondas foi 60 vezes inferior ao de secagem convectiva. O modelo de Page foi o que melhor ajustou os dados de cinética de secagem pelos dois métodos. O conteúdo de fenólicos foi superior na folha seca (185,42mg/100g-1±0,65) pelo método micro-ondas (p<0,05) que na folha seca por convecção (183,76 mg/100g-1±0,60), apresentando conteúdo de fenólicos maior que três vezes o da folha in natura (54,88mg/100g-1±0,76). Observou-se que o processo de secagem não influenciou na variação de cor (ΔE) da folha seca. Para o estudo da caracterização física e química de folhas de Curcuma longa L. através do estudo da composição centesimal da folha fresca, composição de minerais, presença de fatores antinutricionais e avaliação da variação de cor da folha fresca e seca, estas foram desidratadas pelos métodos de micro-ondas, estufa e liofilização. A composição centesimal apresentou quantidades apreciáveis de proteínas (39,5g (100g)-1 ±0,91), carboidratos (44,74g (100g)-1±1,04), fibras totais (34,47g (100g)-1±0,98), sendo fibra solúvel (22,65g (100g)-1±0,65), fibra insolúvel (11,81g (100g)-1±0,34) , cinzas (13,81g (100g)-1±1,05), e baixo teor de lipídeos (2,47g (100g)-1±0,12). A composição mineral mostrou maiores valores de Na, Mg, Ca, K, P e Mn. Outros minerais foram Fe e Zn. Observou- se baixos teores de nitrato 0,05 mg/g±0,00 (folha fresca) e 0,46-0,47mg/g (folhas secas) e não apresentou compostos cianogênicos em sua composição. Observou-se que o processo de secagem influenciou na variação de cor das folhas secas, aumentando a luminosidade, diminindo a intensidade da cor verde e provocando a mudança da tonalidade verde para verde amarelada. Para o estudo do efeito de diferentes métodos de conservação (secagem em estufa, em micro-ondas e liofilização) no conteúdo de compostos bioativos e na capacidade antioxidante de folhas de cúrcuma, estas foram desidratadas por secagem em estufa (60ºC), em micro-ondas (900 W) e liofilização (vácuo de 300 mmHg) até umidade de equilíbrio (0,030 kgágua.kgsólido seco -1 ). O conteúdo de fenólicos totais, taninos hidrolisados e condensados e atividade antioxidante (sequestradora de DPPH, redução e quelação de ferro) de folhas cúrcuma secas e fresca foram avaliados. Os métodos de secagem provocaram redução de todas as características avaliadas, em base seca (2,77 a 73,86%) e capacidade antioxidante em relação à folha fresca (67 a 98%). A secagem por micro-ondas foi o método de conservação estudado que produziu as melhores folhas secas, com base no conteúdo de compostos bioativos e capacidade antioxidante (sendo superior de 0,9 a 612% em relação aos outros métodos utilizados).

O método cerâmico é a rota de síntese mais utilizada na produção de materiais luminescentes no estado sólido dopados com íons terras raras. Porém, as altas temperaturas necessárias para a formação dos compostos somada ao longo tempo de síntese levantam questões sobre a viabilidade energética desse método. Nos dias atuais, há grande interesse em buscar alternativas mais sustentáveis que gastem menos energia, e produtos com performances cada vez melhores. Nesse cenário, foi proposta a síntese dos materiais com luminescência persistente em forno de micro-ondas doméstico, por se tratar de um equipamento relativamente barato, que gasta muito menos energia que um forno tubular convencional, e tem um tempo de síntese muito menor. Os materiais SrS:Eu2+,TR3+ (TR = Ce, Nd, Sm, Dy, Er e Yb) foram produzidos pelo método de síntese no estado sólido assistida por micro-ondas, e para validação e comparação do método, os materiais SrS:TR (TR = Eu2+, Ce3+, Sm3+ e Yb2+/3+) foram preparados por ambos os métodos cerâmico e assistido por micro-ondas. Estudos de estrutura e morfologia dos materiais preparados foram realizados com medidas de DRX em pó e XANES na borda-LIII dos íons terras raras e na borda-K do enxofre. As propriedades luminescentes dos materiais foram investigadas com medidas de termoluminescência, luminância, espectroscopia UVVisível, espectroscopia UV-Vácuo e XEOL. Todos os materiais dopados com Eu2+ têm uma banda larga de emissão centrada em 620 nm atribuída à transição 4f65d1&#8594;4f7 com forte efeito nefelauxético. Além do Eu2+, foram observadas transições 5d&#8594;4f para o Ce3+ e o Yb2+. Estudos de luminescência persistente mostraram que a co-dopagem do SrS:Eu2+ com íons TR3+ aumentaram a duração do tempo de emissão de luz dos materiais após cessada a fonte de irradiação em mais de 400 %. Além disso, não se observou diferença na duração do fenômeno para os diferentes íons co-dopantes, mostrando que o mecanismo de luminescência persistes nesse material é governado pelo armadilhamento de elétrons em defeitos pontuais na matriz. Um novo fenômeno foi observado com a intensa luminescência persistente gerada após irradiação com raios X. Por fim, foram realizados testes de aplicação dos materiais com luminescência persistente em iluminação no estado sólido para geração de luz branca, mostrando que eles podem ser utilizados em LEDs persistentes. / Hitherto, the ceramic method is the most employed synthesis route on the production of solid-state luminescent materials doped with rare-earth ions. However, the high temperatures required for the compounds formation added up to the long synthesis time give rise to questions about the energetic viability of this method. Nowadays there is a great interest in finding more sustainable alternatives which demands less energy and provides products with better performances. Is this scenario, the synthesis of the persistent luminescence materials in a domestic microwave oven was proposed, because it is a relatively cheap equipment that spends much less energy than a conventional tubular furnace and has a shorter synthesis time. Thus, the materials SrS:Eu2+,TR3+ (TR = Ce, Nd, Sm, Dy, Er e Yb) were prepared via the microwaveassisted solid-state synthesis, and, for validation and comparison between methods, the materials SrS:TR (TR = Eu2+, Ce3+, Sm3+ and Yb2+/3+) were prepared via both the ceramic and microwave-assisted methods. Studies of structure and morphology of the prepared materials were undertaken with XRD and XANES at LIII-edge of rare-earth ions and K-edge of sulfur measurements. The luminescent properties of the materials were explored with thermoluminescence, luminance, UV-Vis spectroscopy, VUV spectroscopy and XEOL measurements. All the Eu2+-doped materials have a large emission band centered at 620 nm assigned to the 4f65d1&#8594;4f7 transition with strong nephelauxetic effect. Besides Eu2+, 5d&#8594;4f transitions were observed for Ce3+ and Yb2+ as well. Persistent luminescence studies showed that co-doping SrS:Eu2+ with TR3+ have improved the light emission timespan in over 400 % after removing the irradiation source. Moreover, no difference was detected on the emission timespan for the different co-dopant ions, showing that the persistent luminescence mechanism for this material is governed by electron trapping on the matrix point defects. A new phenomenon with high-intensity persistent luminescence was observed in these materials after irradiation with X-ray. At last, tests of application of the persistent luminescent materials with solid-state white-lighting were made, showing that they can be used in persistent LEDs.

Neste trabalho investigou-se a oxidação de álcoois (etanol e glicerol) em meio alcalino empregando diferentes catalisadores de metais nobres suportados em carbono Vulcan preparados através da síntese de irradiação de micro-ondas, para aplicação em dispositivos de células a combustível. Neste âmbito, catalisadores suportados em carbono na razão metal:carbono de 40:60 % foram preparados com dois metais nobres: catalisadores a base de Pt(PtM/C, M=Sn, Ru e Ni); e catalisadores a base de Pd(PdM/C, M=Sn, Ru, Ni, Rh, Fe e Mn). Os resultados de EDX revelaram que todos os catalisadores apresentam composições experimentais próximas às nominais. Todos os catalisadores apresentaram características dos respectivos metais nobres; geometria cúbica de face-centrada. Catalisadores de Pd54Fe46/C, Pd71Ru29/C também apresentaram fases isoladas dos óxidos de rutênio e ferro,a fase de Pd2Sn também está presente nos catalisadores contendo Sn. Cristalitos e partículas na ordem de 2 a 7 nm foram observados. Dentre os diversos catalisadores estudados para a oxidação de etanol ([Etanol]=1,0 mol L-1 + [NaOH]=1,0 mol L-1), o catalisador Pt45Sn55/C apresentou maior atividade, formando ácido acético e acetaldeído em quantidade superiores aos demais catalisadores. Já para catalisadores a base de Pd, Pd54Fe46/C e Pd63Sn37/C apresentaram resultados eletroquímicos muito semelhantes, porém, em relação aos produtos formados durante a eletrólise, o catalisador Pd54Fe46/C formou 3 vezes mais ácido acético(4 elétrons). Para a eletro-oxidação de glicerol em meio alcalino ([Glicerol]=0,5 mol L-1 + [NaOH]=1,0 mol L-1), o catalisador Pt86Ru14/C foi o que apresentou os maiores valores de atividades catalíticas. Os principais produtos formados durante as eletrólises de glicerol foram ácido glicérico, ácido tartrônico, 1,3-dihidroxiacetona (DHA), a quantidade de produtos formados pelo catalisador Pt86Ru14/C foi, aproximadamente, três vezes superiorao catalisador Pt/C. A formação de um produto de maior valor agregado, 1,3-DHA, é interessante do ponto de vista eletrossíntético. A seguinte ordem de reatividade é observada para os catalisadores de Pd: PdRu/C >PdFe/C >PdMn/C >PdRh/C >PdSn/C. Dentre os produtos formados na oxidação de glicerol somente para os catalisadores PdRh/C e PdFe/Cidentificou-se ácido tartrônico (6 elétrons) e 1,3-DHA (2 elétrons) / In this thesis it was investigated ethanol and glycerol oxidation in alkaline medium using different noble metal catalysts supported on Vulcan carbon prepared by microwave irradiation synthesis, for application in fuel cell devices. In this context, catalysts in the ratio metal:carbon 40:60% were prepared using two noble metals: Pt-based catalysts (PtM/C, M = Sn, Ru and Ni); and Pd-based catalysts (PdM/C, M = Sn, Ru, Ni, Rh, Fe and Mn). The experimental compositions obtained by EDX were close to nominal values. All the catalysts exhibited cubic face-centered geometry characteristics of its respective noble metal. Catalysts Pd54Fe46/C and Pd71Ru29/C also presented of iron and ruthenium oxides phases, Pd2Sn phase is also observed for Pd61Sn39/C catalyst. Particles and crystallites around 2 to 7 nm were observed. Among all catalysts studied for ethanol electro-oxidation ([Ethanol]=1.0 mol L-1 + [NaOH]=1.0 mol L-1), Pt45Sn55/C catalyst was the most active, the yield of acetic acid and acetaldehyde are higher for this composition. Pd-based catalysts, Pd54Fe46/C and Pd61Sn39/C showed very similar electrochemical behavior; however, for Pd54Fe46/C catalyst the amount of acetic acid (4 electrons) formed are three times higher. Pt86Ru14/C catalyst presented the highest catalytic activities for glycerol electro-oxidation ([glycerol]=0.5 mol L-1 + [NaOH]=1.0 mol L-1). The main products formed during glycerol electrolysis were glyceric acid, tartronic acid, 1,3-dihydroxyacetone (DHA), the amount of products formed employing Pt86Ru14/C catalyst was almost three times higher than Pt/C catalyst. The formation of a product with higher added-value, 1,3-DHA, is interesting in electro-synthetic point of view. The reactivity order were observed for Pd catalysts are: PdRu/C > PdFe/C > PdMn/C > PdRh/C > PdSn/C. Tartronic acid (6 electrons) and 1,3-DHA (2 electrons) were only identified at PdRh/C and PdFe/C catalysts

In recent years a new class of materials, the metamaterials, has emerged in the scientific community. The use of these materials makes possible to achieve unique electromagnetic properties, such as the negative refractive index. Today there exist several applications that take advantage of these special properties, such as sensors, antennas and invisibility cloaks, aiming at improving their intrinsic characteristics. Based on these considerations, this project aims at developing metamaterials structures to control the radiation properties of antennas in the microwave range, such as gain and directivity. More specifically, it was also chosen chiral metamaterials, mainly due to the phenomenon of electromagnetic field rotation which opens the possibility to control efficiently the radiation properties of antennas. In addition, chiral metamaterials, which have proved to be a more attractive alternative to obtain negative or zero refractive index, enable a greater degree of freedom in the design of different structures. This work encompasses all different phases of the structure design, namely: project, computational modeling, fabrication, and characterization of the proposed structures. We show improvements for the gain that in some cases reaches more than the double of the conventional monopole antenna gain and for the return loss parameter, which reaches minimum values. We also could maintain good efficiency and improve the input impedance matching. Finally, it is worth mentioning that this new technology also has the great potential to be applied in the telecommunication devices, particularly to improve communications based on antennas. / Nos últimos anos uma nova classe de materiais, os metamateriais, emergiu na comunidade científica. O uso desses materiais torna possível alcançar propriedades eletromagnéticas singulares, como o índice de refração negativo. Hoje existem vastas aplicações que usufruem destas propriedades especiais, como os sensores, mantas de invisibilidade e antenas, onde se procura o aperfeiçoamento de suas características intrínsecas. Com base nestas considerações, este projeto buscou desenvolver estruturas metamateriais para controle das propriedades de radiação de antenas na faixa de micro-ondas, tais como diretividade e ganho. Mais especificamente, foram utilizados os metamateriais quirais, principalmente devido ao fenômeno de rotação do campo eletromagnético que abre a possibilidade de controle mais eficiente das propriedades de radiação de antenas. Além disso, os metamateriais quirais, por se mostrarem uma alternativa mais atraente para se obter meios com índice de refração zero ou negativo, possibilitam um maior grau de liberdade no projeto de diferentes estruturas. Este trabalho contempla, ainda, todas as etapas de projeto de tais estruturas, quais sejam: projeto, modelagem computacional, fabricação, e caracterização das estruturas. Mostramos melhorias para o ganho que, em alguns casos, chega a mais do que o dobro do ganho da antena monopolo convencional e para o parâmetro de perda de retorno, que atinge valores mínimos. Nós também mantivemos uma boa eficiência e melhoramos o casamento de impedância de entrada. Finalmente, vale salientar que essa nova tecnologia também apresenta grande potencial de ser aplicada em dispositivos de telecomunicações, com o intuito de aprimorar a comunicação baseada em antenas.

Este trabalho tem como objetivos projetar, construir e caracterizar experimentalmente metamateriais quirais bi-planares para faixa de micro-ondas com o objetivo de investigar a rotação de campo como transdutor em aplicações de biossensoriamento. As estruturas metamateriais estudadas foram primeiramente modeladas e caracterizadas com o uso de aplicativos computacionais comerciais baseadas no método dos elementos finitos, onde os parâmetros geométricos das estruturas foram definidos para operarem na faixa de 8GHz a 12GHz. A partir dos projetos das estruturas simuladas, os metamateriais foram construídos e caracterizados experimentalmente. No estágio de fabricação, foi desenvolvida uma técnica inédita de confecção de metamateriais em placas de circuito impresso flexível. Esta técnica, baseada no processo tradicional de fabricação de placas de circuito impresso, utiliza uma combinação de filmes finos de alumínio e folhas plásticas adesivas flexíveis formando, assim, uma folha metalizada fina e flexível. Além de ser tão eficiente quanto o método convencional, a abordagem proposta utiliza materiais de baixo custo, podendo ser adaptada a outros substratos de qualquer material, formato e espessura. Também foram projetadas e construídas placas de metamateriais com geometrias similares via método tradicional (FR4 e cobre) com o objetivo de validar os procedimentos propostos neste trabalho. A caracterização experimental dos metamateriais quirais foi realizada, por meio de antenas cornetas e analisador de redes. As propriedades efetivas do meio (quiralidade, ângulo de azimute, elipticidade, e índice de refração) foram obtidas a partir dos parâmetros-S do material, por meio de um método de extração de parâmetros. Como esperado, os resultados experimentais tiveram boa concordância com os obtidos numericamente. Por fim, foi proposta uma aplicação de metamaterial quiral utilizando suas características de rotação de campo como transdutor para a medida de glicose em amostras aquosas. No experimento proposto, o ângulo de azimute de uma onda plana polarizada que atravessa o material foi obtido numericamente e sua rotação de campo foi diretamente correlacionada com a concentração de glicose. Os resultados indicaram uma elevada sensibilidade mesmo para baixas concentrações de glicose, demonstrando que a rotação de campo pode realmente ser utilizada para este propósito. / This work focus on the design, fabrication and experimental characterization of bi-planar chiral metamaterials in the microwave frequency range aiming at investigating field rotation as a possible transductor for biosensig applications. First, the metamaterial structures were simulated with commercial-based finite element methods, where the structures geometric parameters were defined to operate in the range of 8-12 GHz. Next, the metamaterials were fabricated and characterized experimentally. We have also developed a new technique for making metamaterials on flexible printed circuit boards. This proposed technique, based on traditional processes of printed circuit boards fabrication, utilizes combination of thin aluminum films and adhesive flexible plastic foils, thus forming a thin, flexible metallic foil. In addition to being as efficient as the conventional method, the proposed approach utilizes low cost materials with low insertion loss that can be adapted to substrates of any material, shape and thickness. We have also designed and fabricated metamaterials with similar geometries via the traditional circuit board method (FR4 and copper) in order to validate the procedures proposed in this work. The experimental characterization of the chiral metamaterials was carried out with antenna horns and a network analyzer. The effective medium parameters (chirality, azimuth angle, ellipticity, and refractive index) were then obtained from the Sparameters of the material via a parameter extraction method. The experimental results were in good agreement with those obtained numerically. Finally, we proposed a new chiral metamaterial application using its field rotation characteristics as a transductor for measuring glucose concentration in aqueous solutions. In the proposed experiment, the azimuth angle of a polarized plane wave propagating through the material was numerically calculeted and its polarization field rotation was directly correlated with the glucose concentration. The results indicated a very high sensitivity even for very low glucose concentrations, indicating that field rotation can indeed be used for this purpose.

Made available in DSpace on 2016-08-19T12:56:36Z (GMT). No. of bitstreams: 1 dissertacao Eva.pdf: 1581206 bytes, checksum: 1aebd130343ea1ba16d040c34b337e22 (MD5) Previous issue date: 2011-07-04 / The presence of metals in biodiesel can be related to raw material, the process used to obtain biodiesel or its storage and can cause reactions of oxidation, corrosion and clogging engines, besides causing risks to human health and the environment. In this paper, we propose a procedure based on voltammetric experimental conditions suitable for the determination of Ni2+ ion in biodiesel (B100) through Square Wave Adsorptive Stripping Voltammetry, using the mercury film electrode prepared ex situ. First, the mercury film was prepared and then was conducted the analysis of a biodiesel pre-treated (digested) sample. The sample digestion was performed with microwave oven in a closed system in the presence of ultra-pure nitric acid and hydrogen peroxide. After this, ammonia buffer 0.01 mol L-1 pH 9.23 and NaOH 0.46 mol L-1 was added into the cell to adjust the pH of the sample to a final value of approximately 9.2. Finally, the chelator dimethylglyoxime (DMG) 0.01 mol L-1 was added, which acts as a complexing element to capture the Ni2+ ion. Next, several voltammetric experiments, in the absence and presence of increasing aliquots of biodiesel and standard solution of the metallic ion, were performed to optimize the analysis conditions. The results indicate that the Square Wave Adsorptive Stripping Voltammetry (VAdRSWV) appeared suitable for measurements of trace metal in Biodiesel (B100) in concentrations up to 10-8 mol L-1. The experiments carried out by successive addition of aliquots of a standard solution of Ni2+ ions provided a linear response of peak current with the concentration of metal ion. Each sample of biodiesel was analyzed in triplicate, with very satisfactory results from the analytical point of view, once we were dealing with trace element analysis, especially in terms of accuracy (recovery 105%) and precision (RSD 9.61%) for the Ni2+ metal ion, using a confidence limit of 98%. / A presença de metais no biodiesel pode estar relacionada com a matéria-prima, com o processo utilizado para a obtenção do biodiesel ou com sua estocagem e pode provocar reações de oxidação, corrosão e entupimento em motores, além de causar riscos à saúde humana e ao meio ambiente. Neste trabalho, é proposto um procedimento voltamétrico com base em condições experimentais adequadas para a determinação do íon Ni2+ em biodiesel (B100) por Voltametria Adsortiva de Redissolução no modo Onda Quadrada, usando o eletrodo de Filme de Mercúrio preparado no modo ex situ. Inicialmente, o filme de mercúrio foi preparado e a seguir realizaram-se as análises com amostra de biodiesel pré-tratada (digerida). A digestão da amostra foi realizada com forno de micro-ondas em sistema fechado, na presença de ácido nítrico ultra-puro e peróxido de hidrogênio. Após essa etapa, foi adicionado tampão amônia 0,01 mol L-1 pH 9,23 e NaOH 0,46 mol L-1 na célula para ajustar o pH da amostra para um valor final de aproximadamente 9,2. Por fim, foi adicionado o quelante dimetilglioxima (DMG) 0,01mol L-1 que funciona como complexante para captura do íon Ni2+. Após esta etapa, vários experimentos voltamétricos, na ausência e presença de alíquotas crescentes de biodiesel e solução padrão do íon metálico foram realizados para otimizar as condições de análise. Os resultados obtidos indicam que a Voltametria Adsortiva de Redissolução no modo Onda Quadrada (VAdRSWV) apresentou resultado satisfatório para medidas do metal traço em Biodiesel (B100), em concentrações de até 10-8 mol L-1. Os experimentos realizados pela adição sucessiva de alíquotas de uma solução padrão do íon Ni2+ proporcionaram uma resposta linear da corrente de pico com a concentração do íon metálico. Cada amostra de biodiesel foi analisada em triplicata, apresentando resultados bastante satisfatórios do ponto de vista analítico por se tratar de análise de elementos traços, principalmente, em termos de exatidão (recuperação de 105 %) e precisão (DPR de 9,61%), para o íon metálico Ni2+, utilizando um limite de confiança de 98%.