O método adiabático hiperesférico (HAA) é usado para a determinação das energias e funções de onda dos estados ligados de um íon negativamente carregado (D-), na presença de um campo magnético, em semicondutores. Experimentalmente, a energia de ligação desse sistema é medida com o íon confinado em poços de potencial, ou seja, o sistema é quasi-bidimensional, mas, nesse trabalho é usada a aproximação teórica na qual o sistema é considerado como sendo estritamente bidimensional. Usando uma variável angular hiperesférica modificada, curvas de potencial são obtidas analiticamente, permitindo um cálculo preciso dos níveis de energia deste sistema. O método permite a determinação de um limite superior e um inferior para as energias, cujos valores têm sido obtidos por um procedimento não-adiabático. Os resultados têm precisão comparável aos resultados variacionais encontrados na literatura. / The adiabatic hyperspherical approach (HAA) is used to determine the energies and wave functions of the bound states of a negatively charged ion (D-), in the presence of a magnetic field, in semiconductors. Experimentally, the bound energy of this system is measured with the ion confined in quantum wells, or either, the system is quasi-two dimensional, but, in this work is used the theoretical approach in which the system is considered as being strict1y two dimensional. U sing a modified hyperspherical angular variable, potential curves are analytically obtained, allowing an accurate calculation of the energy levels of this system. The method allows to the determination of an upper and lower limit for the energies, whose values have been gotten by a nonadiabatic procedure. The results have comparable accuracy to the variational results found in literature.

O método adiabático hiperesférico (HAA) é usado para a determinação das energias e funções de onda dos estados ligados de um íon negativamente carregado (D-), na presença de um campo magnético, em semicondutores. Experimentalmente, a energia de ligação desse sistema é medida com o íon confinado em poços de potencial, ou seja, o sistema é quasi-bidimensional, mas, nesse trabalho é usada a aproximação teórica na qual o sistema é considerado como sendo estritamente bidimensional. Usando uma variável angular hiperesférica modificada, curvas de potencial são obtidas analiticamente, permitindo um cálculo preciso dos níveis de energia deste sistema. O método permite a determinação de um limite superior e um inferior para as energias, cujos valores têm sido obtidos por um procedimento não-adiabático. Os resultados têm precisão comparável aos resultados variacionais encontrados na literatura. / The adiabatic hyperspherical approach (HAA) is used to determine the energies and wave functions of the bound states of a negatively charged ion (D-), in the presence of a magnetic field, in semiconductors. Experimentally, the bound energy of this system is measured with the ion confined in quantum wells, or either, the system is quasi-two dimensional, but, in this work is used the theoretical approach in which the system is considered as being strict1y two dimensional. U sing a modified hyperspherical angular variable, potential curves are analytically obtained, allowing an accurate calculation of the energy levels of this system. The method allows to the determination of an upper and lower limit for the energies, whose values have been gotten by a nonadiabatic procedure. The results have comparable accuracy to the variational results found in literature.

GEMs (Gas Electron Multiplier) and Thick-GEMs (Thick-Gas Electron Multiplier) are MPGDs (Micropattern Gas Detector) that make part of the new generation of gaseous detectors, allowing high counting rates, low cost when compared to solid state detectors, high radiation hardness and gain when using multiple structures. Besides that, the handling and maintenance of these detectors is relatively simple, being versatile to detect different types of radiation. Therefore, these detectors are an effective alternative to build imaging systems with large sensitive area. This work consists in the study and characterization of a set of gaseous detectors, more specifically the Thick-GEMs produced in the High Energy Physics and Instrumentation Center at IFUSP, which were tested showing promising results in terms of gain, energy resolution and operational stability. However, due to the low signal-to-noise ratio of the Thick-GEMs, the X-ray fluorescence imaging system was mounted using GEMs. During this work the necessary software tools for image processing and reconstruction were developed as a parallel study in computational simulations to better understand the operation of gaseous detectors. X-ray fluorescence techniques are essential in areas such as medicine and the study of historical and cultural heritage since they are non-invasive and non-destructive. Techniques to check the authenticity of masterpieces are required and museums are gradually becoming more interested in the Physics and instrumentation needed to characterize their patrimony. / Os GEMs (Gas Electron Multiplier) e Thick-GEMs (Thick-Gas Electron Multiplier) são estruturas do tipo MPGD (Micropattern Gas Detector) que fazem parte da nova geração de detectores de radiação a gás e permitem altas taxas de contagens, baixo custo quando comparados com os detectores de estado sólido, uma elevada resistência à radiação e ganhos elevados, quando utilizadas estruturas múltiplas para multiplicação. Além disso, o manuseio e manutenção desses detectores é relativamente simples, sendo versáteis em relação à montagem podendo detectar diferentes tipos de radiação. Sendo assim, a utilização desses detectores é uma alternativa eficiente para montar um sistema de imagem com grande área sensível. Este trabalho consiste no estudo e caracterização de um conjunto de detectores gasosos, mais especificamente os Thick-GEMs produzidos pelo grupo de Física de altas energias e Instrumentação do IFUSP, que foram testados para serem empregados em um sistema de imagem de fluorescência de raios-X. Os Thick-GEMs testados apresentaram resultados promissores em termos de ganho, resolução em energia e estabilidade operacional. No entanto, devido à baixa relação sinal-ruído, um sistema de imagem de fluorescência de raios-X foi montado utilizando GEMs. Durante o trabalho as ferramentas de software necessárias para processamento e reconstrução de imagens foram desenvolvidas, assim como um estudo paralelo de simulações computacionais para entender melhor o funcionamento de detectores gasosos. Técnicas como o imageamento por fluorescência de raios-X são de suma importância pois são consideradas não invasivas e não destrutivas. Sua utilização tem uma importância imprescindível nas áreas da medicina e na análise de patrimônios histórico e cultural. Atualmente, a verificação e validação de autenticidade de obras é um requisito obrigatório e alguns museus começam a se interessar cada vez mais em áreas da Física e da instrumentação necessária para caracterizar o seu patrimônio.

GEMs (Gas Electron Multiplier) and Thick-GEMs (Thick-Gas Electron Multiplier) are MPGDs (Micropattern Gas Detector) that make part of the new generation of gaseous detectors, allowing high counting rates, low cost when compared to solid state detectors, high radiation hardness and gain when using multiple structures. Besides that, the handling and maintenance of these detectors is relatively simple, being versatile to detect different types of radiation. Therefore, these detectors are an effective alternative to build imaging systems with large sensitive area. This work consists in the study and characterization of a set of gaseous detectors, more specifically the Thick-GEMs produced in the High Energy Physics and Instrumentation Center at IFUSP, which were tested showing promising results in terms of gain, energy resolution and operational stability. However, due to the low signal-to-noise ratio of the Thick-GEMs, the X-ray fluorescence imaging system was mounted using GEMs. During this work the necessary software tools for image processing and reconstruction were developed as a parallel study in computational simulations to better understand the operation of gaseous detectors. X-ray fluorescence techniques are essential in areas such as medicine and the study of historical and cultural heritage since they are non-invasive and non-destructive. Techniques to check the authenticity of masterpieces are required and museums are gradually becoming more interested in the Physics and instrumentation needed to characterize their patrimony. / Os GEMs (Gas Electron Multiplier) e Thick-GEMs (Thick-Gas Electron Multiplier) são estruturas do tipo MPGD (Micropattern Gas Detector) que fazem parte da nova geração de detectores de radiação a gás e permitem altas taxas de contagens, baixo custo quando comparados com os detectores de estado sólido, uma elevada resistência à radiação e ganhos elevados, quando utilizadas estruturas múltiplas para multiplicação. Além disso, o manuseio e manutenção desses detectores é relativamente simples, sendo versáteis em relação à montagem podendo detectar diferentes tipos de radiação. Sendo assim, a utilização desses detectores é uma alternativa eficiente para montar um sistema de imagem com grande área sensível. Este trabalho consiste no estudo e caracterização de um conjunto de detectores gasosos, mais especificamente os Thick-GEMs produzidos pelo grupo de Física de altas energias e Instrumentação do IFUSP, que foram testados para serem empregados em um sistema de imagem de fluorescência de raios-X. Os Thick-GEMs testados apresentaram resultados promissores em termos de ganho, resolução em energia e estabilidade operacional. No entanto, devido à baixa relação sinal-ruído, um sistema de imagem de fluorescência de raios-X foi montado utilizando GEMs. Durante o trabalho as ferramentas de software necessárias para processamento e reconstrução de imagens foram desenvolvidas, assim como um estudo paralelo de simulações computacionais para entender melhor o funcionamento de detectores gasosos. Técnicas como o imageamento por fluorescência de raios-X são de suma importância pois são consideradas não invasivas e não destrutivas. Sua utilização tem uma importância imprescindível nas áreas da medicina e na análise de patrimônios histórico e cultural. Atualmente, a verificação e validação de autenticidade de obras é um requisito obrigatório e alguns museus começam a se interessar cada vez mais em áreas da Física e da instrumentação necessária para caracterizar o seu patrimônio.

Filmes amorfos de nitreto de alumínio (AlN) foram preparados por sputtering de rádio frequência convencional em um alvo de Al+Cr e plasma de nitrogênio puro. A área relativa de Al-Cr determina o conteúdo de Cr, o qual esteve em um intervalo de concentração de ~ 0 3.33 at.% no presente estudo. A deposição dos filmes foi seguida por tratamento térmico das amostras até 1050 ºC e por caracterização espectroscópica através de medidas de EDS (Energy Dispersive Spectrometry), Foto-luminescência e Transmissão Óptica. De acordo com os resultados experimentais, as propriedades óptico-eletrônicas dos filmes de AlN contendo Cr são altamente influenciadas tanto pela concentração de Cr como pela temperatura de tratamento térmico. Na verdade, o tratamento térmico a 1050 ºC induz o desenvolvimento de estruturas que, devido ao seu tamanho típico e características espectrais exclusivas, foram designadas por micro-estruturas de rubi (RbMSs). Estas RbMSs são rodeadas por um meio rico em nitrogênio no qual os íons Cr3+ apresentam características luminescentes não encontradas na literatura. A emissão de luz apresentada pelas RbMSs e suas vizinhanças foram investigadas de acordo com o conteúdo de Cr e a temperatura de medida permitindo a identificação de várias linhas luminescentes relatadas do Cr3+. As principais características destas linhas luminescentes e correspondentes processos de recombinação-excitação são apresentados e discutidos tendo em vista uma análise espectroscópica detalhada. / Films of amorphous aluminum-nitride (AlN) were prepared by conventional radio frequency sputtering of an Al+Cr target in a plasma of pure nitrogen. The Cr-to-Al relative area determines the chromium content, which stayed in the ~ 0 3.33 at.% concentration range in the present study. Film deposition was followed by thermal annealing the samples up to 1050 ºC and by spectroscopic characterization through energy dispersive spectrometry (EDS), Photo-luminescence and Optical Transmission measurements. According to the experimental results, the optical-electronic properties of the Cr-containing AlN films are highly influenced by both the Cr concentration and the temperature of the thermal treatments. In fact, thermal annealing at 1050 °C induces the development of structures which, because of their typical size and unique spectral characteristics, were designated by ruby microstructures (RbMS\'s). These RbMS\'s are surrounded by a nitrogen-rich environment in which Cr3+ ions exhibit luminescent features with no counterpart in the literature. The light emission presented by the RbMS\'s and surroundings were investigated according to the Cr content and temperature of measurement allowing the identification of several Cr3+-related luminescent lines. The main characteristics of these luminescent lines and corresponding excitation-recombination processes are presented and discussed in view of a detailed spectroscopic analysis.

Filmes amorfos de nitreto de alumínio (AlN) foram preparados por sputtering de rádio frequência convencional em um alvo de Al+Cr e plasma de nitrogênio puro. A área relativa de Al-Cr determina o conteúdo de Cr, o qual esteve em um intervalo de concentração de ~ 0 3.33 at.% no presente estudo. A deposição dos filmes foi seguida por tratamento térmico das amostras até 1050 ºC e por caracterização espectroscópica através de medidas de EDS (Energy Dispersive Spectrometry), Foto-luminescência e Transmissão Óptica. De acordo com os resultados experimentais, as propriedades óptico-eletrônicas dos filmes de AlN contendo Cr são altamente influenciadas tanto pela concentração de Cr como pela temperatura de tratamento térmico. Na verdade, o tratamento térmico a 1050 ºC induz o desenvolvimento de estruturas que, devido ao seu tamanho típico e características espectrais exclusivas, foram designadas por micro-estruturas de rubi (RbMSs). Estas RbMSs são rodeadas por um meio rico em nitrogênio no qual os íons Cr3+ apresentam características luminescentes não encontradas na literatura. A emissão de luz apresentada pelas RbMSs e suas vizinhanças foram investigadas de acordo com o conteúdo de Cr e a temperatura de medida permitindo a identificação de várias linhas luminescentes relatadas do Cr3+. As principais características destas linhas luminescentes e correspondentes processos de recombinação-excitação são apresentados e discutidos tendo em vista uma análise espectroscópica detalhada. / Films of amorphous aluminum-nitride (AlN) were prepared by conventional radio frequency sputtering of an Al+Cr target in a plasma of pure nitrogen. The Cr-to-Al relative area determines the chromium content, which stayed in the ~ 0 3.33 at.% concentration range in the present study. Film deposition was followed by thermal annealing the samples up to 1050 ºC and by spectroscopic characterization through energy dispersive spectrometry (EDS), Photo-luminescence and Optical Transmission measurements. According to the experimental results, the optical-electronic properties of the Cr-containing AlN films are highly influenced by both the Cr concentration and the temperature of the thermal treatments. In fact, thermal annealing at 1050 °C induces the development of structures which, because of their typical size and unique spectral characteristics, were designated by ruby microstructures (RbMS\'s). These RbMS\'s are surrounded by a nitrogen-rich environment in which Cr3+ ions exhibit luminescent features with no counterpart in the literature. The light emission presented by the RbMS\'s and surroundings were investigated according to the Cr content and temperature of measurement allowing the identification of several Cr3+-related luminescent lines. The main characteristics of these luminescent lines and corresponding excitation-recombination processes are presented and discussed in view of a detailed spectroscopic analysis.