Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado do Rio de Janeiro / Neste trabalho estudamos o problema da segregação de impurezas substitucionais em sistemas nanoestruturados metálicos formados pela justaposição de camadas (multicamadas). Utilizamos o modelo de ligações fortes (tight-binding) com um orbital por sítio para calcular a estrutura eletrônica desses sistemas, considerando a rede cristalina cubica simples em duas direções de crescimento: (001) e (011). Devido à perda de simetria do sistema, escrevemos o hamiltoniano em termos de um vetor de onda k, paralelo ao plano, e um ındice l que denota um plano arbitrario do sistema. Primeiramente, calculamos a estrutura eletrônica do sistema considerando-o formado por átomos do tipo A e, posteriormente, investigamos as modificações nessa estrutura eletrônica ao introduzirmos uma impureza do tipo B em um plano arbitrário do sistema. Calculamos o potencial introduzido por esta impureza levando-se em conta a neutralidade de carga através da regra de soma de Friedel. Calculamos a variação da energia eletrônica total ΔEl como função da posição da impureza. Como substrato, consideramos sistemas com ocupações iguais a 0.94 e 0.54 elétrons por banda, o que dentro do modelo nos permite chamá-los de Nie Cr. As impurezas sao tambem metais de transição - Mn, Fee Co. Em todos os casos investigados, foi verificado que a variação de energia eletrônica total apresenta um comportamento oscilatorio em função da posição da impureza no sistema, desde o plano superficial, até vários planos interiores do sistema. Como resultado, verificamos a ocorrencia de planos mais favoráveis à localização da impureza. Ao considerarmos um número relativamente grande de planos, um caso em particular foi destacado pelo aparecimento de um batimentono comportamento oscilatório de ΔEl. Estudamos também o comportamento da variação da energia total, quando camadas (filmes) são crescidas sobre o substrato e uma impureza do mesmo tipo das camadas é colocada no substrato. Levamos em conta a diferença de tamanho entre os átomos do substrato e os átomos dos filmes. Analisamos ainda a influência da temperatura sobre o comportamento oscilatório da energia total, considerando a expansão de Sommerfeld. / In this work we study the problem of substitutional impurity segregation in metallic nanostructured systems consisting of juxtaposition of layers (multilayer). Using a single band tight-binding model we calculate the electronic structure of these systems, considering a simple cubic lattice in two growth directions: (001) and (011). Due to the loss of symmetry of the system, the Hamiltonian is written as a function of a wave vector k parallel to the plane, and an index l which denotes an arbitrary plane of the system. Firstly, we calculate the electronic structure of the system with atoms of type A and investigate the changes in the electronic structure when an impurity of type B is introduced in an arbitrary plane of the system. We calculate the potential introduced by this impurity taking into account the charge neutrality through the Friedel sum rule. We also calculate the total electronic energy variation ΔEl as a function of the impurity position. As a substrate we consider systems with occupations equal to 0.94 and 0.54 per band, simulating Niand Crsystems in our model. The impurities are also transition metals - Mn, Feand Co. In all investigated cases, it was verified that the variation of the total electronic energy presents an oscillatory behavior that depends on the position in which the impurity is placed, from the surface plane up to several inner planes of the system. As a result, in all cases it has been verified the occurrence of more favorable planes to the location of impurity. When considering a relatively large number of planes, one case in particular drew attention by a remarkable beatingon the oscillatory behavior of ΔEl. We also study the behavior of the total electronic energy variation, when layers (films) are grown up on the substrate and an impurity of the same type of the layers is placed in the substrate. In our model calculation, a difference between the size of the atoms of the substrate and the film is taken into account. We also investigate the influence of temperature on the total electronic energy oscillatory behavior, considering the Sommerfeld expansion.

Made available in DSpace on 2016-06-02T20:36:38Z (GMT). No. of bitstreams: 1 4377.pdf: 4163228 bytes, checksum: c226cdaadadec6b48a2334a2446ba4e3 (MD5) Previous issue date: 2012-04-19 / Universidade Federal de Sao Carlos / Regarding to the search for new energy sources, of renewable character, fuel cells fall into one of the most studied proposals on Electrochemistry. More specifically, the direct fuel cells (DAFCs) using short-chain alcohols as fuel, have attracted the attention of researchers over the past two decades. Problems related to the energy efficiency of Pt-based catalysts for use in fuel cells, drive several studies in the literature concerning to the modification of these catalytic systems. Thus, have been proposed in the literature, other materials than pure Pt, such as alloys in binary and ternary composition, and more recently, metallic multilayered structures(MM), the latter being the study object of this work. Platinized titanium electrodes were prepared by potentiostatic electrodeposition technique (0.05 V vs RHE), and times of 1000 sec were necessary to obtain an identical polycrystalline platinum voltammetric profile, with guaranteed reproducibility. On these substrates, Ir/Pt bilayered systems were electrodeposited controlling films thickness through the deposition charge. Calculations revealed mass loading of platinum between13.4 and 26.3 μg and maximum film thickness of 43.2 nm. AFM images confirmed the homogeneity of the coatings as well as the total covering of the substrate. A screening of variables with the aid of a 22 factorial design with central point showed better intrinsic catalytic activity (current density normalized by the electroactive area) for the Ti/Pt25mC/Ir6mC/Pt system, which answers were around 270% higher than those obtained for Ti/Pt systems. In addition to the methanol oxidation voltammetry, chronoamperometric tests of methanol oxidation and CO stripping voltammetry suggest the MM-like systems are less susceptible to the catalyst poisoning phenomenon compared to the Ti/Pt systems. Assuming that there are no area effects due the current normalization through the electroactive area, nor the possibility of a bifunctional mechanism occurring,considering that are just Pt catalytic centers exposed, an explanation for the purposes of promoting catalytic activity may be based on electronic effects due to the possible compressive stress generated by the bilayer Ir/Pt causing an energy enlargement of the d band, lowering the adsorbates energy of adsorption. EIS data indicated a lower resistance to charge transfer in the reactions performed on MM systems, which strengthens the argument regarding the positive electronic effects associated with MM-like structures. / No que diz respeito à busca por novas fontes energéticas, de caráter renovável, as células combustíveis se enquadram em uma das propostas mais estudadas na Eletroquímica. Mais especificamente, as células à combustível direto (DAFCs) que utilizam alcoóis de cadeia curta como combustível, vêm atraindo a atenção dos pesquisadores nas últimas duas décadas. Problemas relativos à eficiência energética dos catalisadores baseados em Pt para aplicação em células combustíveis, impulsionam diversos estudos na literatura concernentes à modificação desses sistemas catalíticos. Desta forma, têm sido propostos na literatura, diferentes materiais além da Pt pura, como ligas de composição binária e ternária, e mais recentemente, as multicamadas metálicas(MM), tendo sido esta última proposta objeto de estudo do presente trabalho. Eletrodos de titânio platinizados foram confeccionados através da técnica de eletrodeposição potenciostática a 0,05V vs ERH, sendo que tempos de 1000s foram necessários para se obter um perfil voltamétrico idêntico ao da platina policristalina, com reprodutibilidade garantida. Sobre estes substratos, sistemas de bicamadas Ir/Pt foram eletrodepositados controlando-se a espessura através da carga de deposição. Os cálculos de massa revelaram cargas de platina entre 13,4 e 26,3μg e espessuras máximas de filme de 43,2nm. Imagens de AFM confirmaram a homogeneidade dos eletrodepósitos bem como o recobrimento total do substrato. Uma triagem de variáveis com o auxílio de um planejamento fatorial 22 com ponto central apontou melhores atividades catalíticas intrínsecas (densidade de corrente normalizada pela área eletroativa) para o sistema Ti/Pt25mC/Ir6mC/Pt, cujas respostas foram em torno de 270% maiores que em relação ao Ti/Pt. Além das voltametrias de oxidação do metanol, ensaios de cronoamperometrias de oxidação do metanol e voltametria do stripping de CO sugerem que os sistemas tipo-multicamada sejam menos suscetíveis ao fenômeno de envenenamento catalítico, em relação aos sistemas Ti/Pt somente. Partindo do pressuposto que não existam efeitos de área, devido a normalização das correntes obtidas pelas áreas eletroativas, e nem a possibilidade de um mecanismo bifuncional, assumindo que apenas Pt está exposta no sistema catalítico, uma explicação para os efeitos promotores da atividade catalítica pode estar baseado em efeitos eletrônicos devido a um possível estresse compressivo gerado pela bicamada Ir/Pt, causando alargamento em energia da banda d e logo, menores energias de adsorção de adsorbatos. Dados de EIS indicaram uma menor resistência à transferência de carga nas reações realizadas sobre as MM, o que fortalece a argumentação em relação aos efeitos eletrônicos positivos associados às estruturas tipo MM.

No presente trabalho foram investigadas as propriedades estruturais, magnéticas e magnetorresistivas de multicamadas magnéticas ultrafinas de Co/Pt acopladas ao IrMn, depositadas por desbastamento iônico tipo magnetron. As técnicas de caracterização utilizadas foram Difratometria e Reflectometria de Raios X, Microscopia de força. Atômica, Magnetometria por Gradiente de Força Alternada e Magnetorresist8ncia. O comportamento da magnetização foi simulado usando o modelo de rotação coerente. A análise dos resultados obtidos por magnetometria e magnetorresistencia mostraram que a anisotropia magnética das amostras de Co/Pt acopladas ao IrMn é córnea. O ângulo do cone foi determinado a partir da simulação dos resultados das curvas de magnetização com campo magnético aplicado no piano do filme, usando-se o modelo de rotação coerente. Para as válvulas de spin, foi observado que a camada semente tem forte influencia sobre as propriedades magnéticas e sobre a magnetorresistência gigante. / In the present work, the structural, magnetic and magnetoresistive properties of ultrathin magnetic Co/Pt multilayers, exchange-coupled to IrMn, deposited by magnetron sputtering, have been investigated. The characterization techniques used were X-ray diffraction and reflectometry, atomic force microscopy, Alternating Gradient-Force Magnetometry and Magnetoresistance. The magnetic behavior was simulated using a coherent rotation model. The magnetometry and magnetoresistance results showed that the magnetic anisotropy of the Co/Pt coupled to IrMn samples is a cone anisotropy. The cone angle was determined from the simulations of the magnetization curves with applied magnetic field at the films' plane, using a coherent rotation model. For the spin valves, it has been observed that the seed layer has a strong influence on the magnetic and giant magnetoresistance properties.

Submitted by CARLA YURI KISEN null (ckisen@gmail.com) on 2017-05-30T13:01:08Z No. of bitstreams: 1 Avaliação da Atividade Fotocatalítica de Filmes Multicamadas SnO2- Ag- TiO2.pdf: 2824190 bytes, checksum: ce3a223e5d2442257253bfd0e755ab32 (MD5) / Rejected by Luiz Galeffi (luizgaleffi@gmail.com), reason: Solicitamos que realize uma nova submissão seguindo a orientação abaixo: O arquivo submetido está sem a ficha catalográfica. A versão submetida por você é considerada a versão final da dissertação/tese, portanto não poderá ocorrer qualquer alteração em seu conteúdo após a aprovação. Corrija esta informação e realize uma nova submissão com o arquivo correto. Agradecemos a compreensão. on 2017-05-31T17:49:52Z (GMT) / Submitted by CARLA YURI KISEN null (ckisen@gmail.com) on 2017-05-31T18:56:40Z No. of bitstreams: 1 Avaliação da Atividade Fotocatalítica de Filmes Multicamadas SnO2 - Ag - TiO2...pdf: 2925426 bytes, checksum: b573f8f8f14a19a1ebb14353f5f72287 (MD5) / Approved for entry into archive by Luiz Galeffi (luizgaleffi@gmail.com) on 2017-05-31T19:21:13Z (GMT) No. of bitstreams: 1 kisen_cy_me_araiq.pdf: 2925426 bytes, checksum: b573f8f8f14a19a1ebb14353f5f72287 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-05-31T19:21:13Z (GMT). No. of bitstreams: 1 kisen_cy_me_araiq.pdf: 2925426 bytes, checksum: b573f8f8f14a19a1ebb14353f5f72287 (MD5) Previous issue date: 2017-05-18 / Neste trabalho foi realizado um estudo das propriedades fotocatalíticas de filmes multicamadas SnO2/Ag/TiO2 e SnO2/Ag/TiO2 dopado com Ag. A camada de TiO2 (sem e com dopagem de Ag) foi obtida pelo método Pechini. Os catalisadores foram preparados com diferentes percentagens de prata (0,0, 0,5 e 1,0%) e diferentes temperaturas de calcinação (500, 600 e 700°C). Foram caracterizados por microscopia eletrônica de varredura (FEG - SEM) com espectroscopia de dispersão de energia (EDS), difração de Raios X (DRX), espectroscopia de reflexão difusa (ERD), microscopia eletrônica de transmissão de alta resolução (HRTEM), área de superfície específica baseado no método BET, espectroscopia de fotoluminescência (PL) e espectroscopia de fotoelétrons de Raios X (XPS). A atividade fotocatalítica dos pós foi determinada por testes de descoloração do corante Rodamina-B. A solução contendo o corante e o catalisador, na concentração de 0,01 mmol L-1 e 0,1 g L-1, respectivamente, foi submetida a radiação com lâmpada germicida de 11 W por 120 minutos. Os testes de controle, para efeito de comparação, foram realizados com TiO2 anatase (marca Synth) e testes de fotólise. Nas imagens, obtidas por MEV, todas as composições de prata empregadas apresentaram morfologias semelhantes, a elevação da temperatura de calcinação leva a uma diminuição da porosidade e a geração de agregados de partículas (coalescência). Os difratogramas de Raios X indicam a influência da prata na geração de fases distintas de TiO2, durante a síntese dos catalisadores, estabilizando a fase anatase. As análises BET, HRTEM e refletância difusa indicaram um aumento na área de superfície do material, a prata na forma metálica e a redução do band gap do semicondutor com a adição de prata, respectivamente. Os espectros de PL indicam, com a dopagem, a criação de níveis intermediários no band gap e a diminuição dos defeitos do tipo vacâncias de oxigênio. Entre os catalisadores, o que apresentou maior atividade foi o TiO2 com 0,5% Ag e temperatura de calcinação de 500°C, com 100% de descoloração do corante em 60 minutos de radiação. Os filmes multicamadas foram produzidos por eletroforese para deposição de SnO2 e TiO2 e por Sputtering para deposição de Ag, passando por tratamento térmico a 450°C durante 1 hora Os filmes apresentaram alta atividade fotocatalitca, sendo que o filme SnO2/Ag/TiO2 dopado com Ag obteve 90% de descoloração da Rodamina-B em duas horas de radiação UV-C. / In this work, a study of photocatalytic properties of multi-layer films consisting of SnO2/Ag/TiO2 and SnO2/Ag/TiO2 doped with silver. The TiO2 layer (without and with Ag doping) was obtained by the Pechini method. The catalysts were prepared with different percentage of silver (0, 0,5 and 1,0 %) and different calcination temperatures (500, 600 and 700°C), characterized by field emission gun - scanning electron microscopy (FEG-SEM) with spectroscopy energy dispersive (EDS), X-ray diffraction (XRD), diffuse reflectance spectroscopy (ERD), high resolution transmission electron microscopy (HRTEM), specific surface area based on the BET method, Photoluminescence spectroscopy (PL) and X-ray photoelectron spectroscopy (XPS).The powders' photocatalytic activity was defined by Rhodamine-B discoloration test. The solution containing the dye and the catalyst, in the concentration of 0,01 mmol L-1 e 0,1 g L-1 respectively, were submitted to radiation with 11 W germicidal lamp for 120 minutes. The control tests, for comparison effects, were made with TiO2 anatase (Synth brand) and photolysis tests. In the images, obtained by SEM, all the silver compositions employed presented similar morphologies, the calcination temperature rise leads to a decreased porosity and the generation of particles clusters. The X-ray diffractograms indicates the doping influence in the generation of distinct TiO2 phases during the catalysts synthesis, stabilizing the anatase phase. The BET, HRTEM, ERD analysis showed an increase in the material's surface area, the silver in the metallic form and the reduction of the band gap of the semiconductor with the addition of silver, respectively. The PL spectra indicate the creation of intermediate levels in the band gap and the decrease of the oxygen vacancies defects with silver. Among the catalysts, what presented greater activity was the TiO2 with 0,5 % Ag and calcination temperature of 500°C, which degraded around 100 % in 60 minutes. The films were produced by electrophoresis process for SnO2 and TiO2 deposition and by Sputtering process for Ag deposition followed by 450°C thermal treatment for 1 hour. The films showed high photocatalytic activity, and the film SnO2/Ag/TiO2 doped with silver obtained 93 % discoloration of Rhodamine-b in two hours of UV-C radiation.

Made available in DSpace on 2014-12-17T15:14:52Z (GMT). No. of bitstreams: 1 ThatyaraFS_TESE.pdf: 2261024 bytes, checksum: 74bab2a80598c4c57b40e93ffcf6b1e1 (MD5) Previous issue date: 2010-10-21 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Cient?fico e Tecnol?gico / We present a study of nanostructured magnetic multilayer systems in order to syn- thesize and analyze the properties of periodic and quasiperiodic structures. This work evolved from the deployment and improvement of the sputtering technique in our labora- tories, through development of a methodology to synthesize single crystal ultrathin Fe (100) films, to the final goal of growing periodic and quasiperiodic Fe/Cr multilayers and investi- gating bilinear and biquadratic exchange coupling between ferromagnetic layer dependence for each generation. Initially we systematically studied the related effects between deposition parameters and the magnetic properties of ultrathin Fe films, grown by DC magnetron sput- tering on MgO(100) substrates. We modified deposition temperature and film thickness, in order to improve production and reproduction of nanostructured monocrystalline Fe films. For this set of samples we measured MOKE, FMR, AFM and XPS, with the aim of investi- gating their magnocrystalline and structural properties. From the magnetic viewpoint, the MOKE and FMR results showed an increase in magnetocrystalline anisotropy due to in- creased temperature. AFM measurements provided information about thickness and surface roughness, whereas XPS results were used to analyze film purity. The best set of parame- ters was used in the next stage: investigation of the structural effect on magnetic multilayer properties. In this stage multilayers composed of interspersed Fe and Cr films are deposited, following the Fibonacci periodic and quasiperiodic growth sequence on MgO (100) substrates. The behavior of MOKE and FMR curves exhibit bilinear and biquadratic exchange coupling between the ferromagnetic layers. By computationally adjusting magnetization curves, it was possible to determine the nature and intensity of the interaction between adjacent Fe layers. After finding the global minimum of magnetic energy, we used the equilibrium an- gles to obtain magnetization and magnetoresistance curves. The results observed over the course of this study demonstrate the efficiency and versatility of the sputtering technique in the synthesis of ultrathin films and high-quality multilayers. This allows the deposition of magnetic nanostructures with well-defined magnetization and magnetoresistance parameters and possible technological applications / Nesta tese apresentamos um estudo desenvolvido em sistemas magn?ticos de multica-madas nanoestruturadas, com o objetivo principal voltado a s?ntese e an?lise das propriedades de estruturas peri?dicas e quasiperi?dicas. Este trabalho evolui desde a implanta??o e o dom?nio da t?cnica de sputtering em nossos laborat?rios, passando pelo desenvolvimento de uma metodologia para a s?ntese de filmes nanom?tricos monocristalinos de Fe (100), at? o objetivo final de crescer multicamadas do tipo Fe/Cr peri?dicas e quasiperi?dicas e analisar o comportamento do acoplamento entre as camadas ferromagn?ticas de acordo com a gera??o da amostra. Primeiramente estudamos de maneira sistematica os efeitos relacionados entre os par?metros de deposi??o e as propriedades magn?ticas de filmes nanom?tricos de Fe, crescidos por DC sputtering em substrato de MgO (100). Variamos par?metros como a temperatura de deposi??o e a espessura dos filmes, com o prop?sito de dominar o processo de produ??o e reprodu??o de filmes nanoestruturados monocristalinos de Fe. Nesta s?rie de amostras foram realizadas medidas de MOKE, FMR, AFM e XPS, a fim de investigar suas propriedades magnetocristalinas e estruturais. Do ponto de vista magn?tico, os resultados de MOKE e FMR revelaram um crescimento da anisotropia magnetocristalina decorrente do aumento da temperatura. As medidas de AFM forneceram informa??es a respeito da espessura e rugosidade da superf?cie, enquanto que os resultados de XPS foram utilizados na an?lise da pureza da composi??o dos filmes. O melhor conjunto de par?metros foi utilizado na etapa seguinte, a investiga??o do efeito estrutural nas propriedades magn?ticas das multicamadas. Nesta etapa foram depositadas multicamadas compostas por filmes de Fe e Cr intercalados, seguindo seq??ncia de crescimento peri?dica e quasiperi?dica de Fibonacci, em substrato de MgO (100). O comportamento das curvas obtidas por MOKE e FMR e- videnciaram a presen?a do acoplamento de troca entre as camadas ferromagn?ticas. Atrav?s do ajuste computacional realizado para as curvas de magnetiza??o, foi poss?vel determinar a natureza e a intensidade da intera??o entre as camadas adjacentes de Fe. Ap?s minimizar numericamente a energia magn?tica total que descreve o comportamento do sistema, utiliza-se os ?ngulos de equil?brio para obter curvas de magnetiza??o e magnetoresist?ncia. O conjunto de resultados obtidos ao longo do desenvolvimento deste trabalho demonstram a efici?ncia e versatilidade da t?cnica de sputtering na s?ntese de filmes ultrafinos e multicamadas de alta qualidade. Permitindo inclusive a deposi??o de nanoestruturas magn?ticas que apresentaram patamares bem definidos de magnetiza??o e magnetoresist?ncia com possibilidade de aplica??o tecnol?gica

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado do Rio de Janeiro / Neste trabalho estudamos o problema da segregação de impurezas substitucionais em sistemas nanoestruturados metálicos formados pela justaposição de camadas (multicamadas). Utilizamos o modelo de ligações fortes (tight-binding) com um orbital por sítio para calcular a estrutura eletrônica desses sistemas, considerando a rede cristalina cubica simples em duas direções de crescimento: (001) e (011). Devido à perda de simetria do sistema, escrevemos o hamiltoniano em termos de um vetor de onda k, paralelo ao plano, e um ındice l que denota um plano arbitrario do sistema. Primeiramente, calculamos a estrutura eletrônica do sistema considerando-o formado por átomos do tipo A e, posteriormente, investigamos as modificações nessa estrutura eletrônica ao introduzirmos uma impureza do tipo B em um plano arbitrário do sistema. Calculamos o potencial introduzido por esta impureza levando-se em conta a neutralidade de carga através da regra de soma de Friedel. Calculamos a variação da energia eletrônica total ΔEl como função da posição da impureza. Como substrato, consideramos sistemas com ocupações iguais a 0.94 e 0.54 elétrons por banda, o que dentro do modelo nos permite chamá-los de Nie Cr. As impurezas sao tambem metais de transição - Mn, Fee Co. Em todos os casos investigados, foi verificado que a variação de energia eletrônica total apresenta um comportamento oscilatorio em função da posição da impureza no sistema, desde o plano superficial, até vários planos interiores do sistema. Como resultado, verificamos a ocorrencia de planos mais favoráveis à localização da impureza. Ao considerarmos um número relativamente grande de planos, um caso em particular foi destacado pelo aparecimento de um batimentono comportamento oscilatório de ΔEl. Estudamos também o comportamento da variação da energia total, quando camadas (filmes) são crescidas sobre o substrato e uma impureza do mesmo tipo das camadas é colocada no substrato. Levamos em conta a diferença de tamanho entre os átomos do substrato e os átomos dos filmes. Analisamos ainda a influência da temperatura sobre o comportamento oscilatório da energia total, considerando a expansão de Sommerfeld. / In this work we study the problem of substitutional impurity segregation in metallic nanostructured systems consisting of juxtaposition of layers (multilayer). Using a single band tight-binding model we calculate the electronic structure of these systems, considering a simple cubic lattice in two growth directions: (001) and (011). Due to the loss of symmetry of the system, the Hamiltonian is written as a function of a wave vector k parallel to the plane, and an index l which denotes an arbitrary plane of the system. Firstly, we calculate the electronic structure of the system with atoms of type A and investigate the changes in the electronic structure when an impurity of type B is introduced in an arbitrary plane of the system. We calculate the potential introduced by this impurity taking into account the charge neutrality through the Friedel sum rule. We also calculate the total electronic energy variation ΔEl as a function of the impurity position. As a substrate we consider systems with occupations equal to 0.94 and 0.54 per band, simulating Niand Crsystems in our model. The impurities are also transition metals - Mn, Feand Co. In all investigated cases, it was verified that the variation of the total electronic energy presents an oscillatory behavior that depends on the position in which the impurity is placed, from the surface plane up to several inner planes of the system. As a result, in all cases it has been verified the occurrence of more favorable planes to the location of impurity. When considering a relatively large number of planes, one case in particular drew attention by a remarkable beatingon the oscillatory behavior of ΔEl. We also study the behavior of the total electronic energy variation, when layers (films) are grown up on the substrate and an impurity of the same type of the layers is placed in the substrate. In our model calculation, a difference between the size of the atoms of the substrate and the film is taken into account. We also investigate the influence of temperature on the total electronic energy oscillatory behavior, considering the Sommerfeld expansion.

A amortização via reação de estado sólido foi estudada em filmes finos multicamadas de Fe-Zr na composição 50% átomos de Fe, para três diferentes modulações (A=75 A, 150 A e 240 Á), tratadas a 350°C em tempos entre 15min e 24h. A formação e crescimento de fases foi caracterizada através da difração de raios-X em baixo e alto ângulos, espectroscopia de retroespalhamento Rutherford, espectroscopia Mõssbauer de elétrons de conversão e magnetometria. Foi verificado que apenas uma fase amorfa é formada independente da modulação. Determinou-se que a cinética de crescimento apresenta diferentes regimes em função do tempo de tratamento térmico. Foi mostrado que medidas magnéticas são complementares àquelas obtidas por espectroscopia Mõssbauer, e constituem-se uma opção para a caracterização da cinética da reação, a qual pode ser quantificada adotando-se um modelo de crescimento planar das fases reagidas na interface dos pares de reação. Foi calculado um diagrama de energia livre de Gibbs para o sistema Fe-Zr, determinando o comportamento da fase amorfa, bem como o intervalo de amorfizabilidade do mesmo. / The solid state amorphization reaction was studied in multilayered thin films of Fe-Zr at the composition 50% at. Fe, for three different modulations (A= 75 A, 150 A and 240 Á), annealed at 350°C for times ranging from 15 min to 24h. The reaction and consequent phase's growth were characterized by X-ray diffraction in low and high angles, Rutherford backscattering spectroscopy, conversion electron Mossbauer spectroscopy and magnetometry. Only one amorphous phase was formed with none dependency on the modulation. lt was determined that the growth kinetic has different regimes related to the annealing time. Magnetic measurements are complementary to the Mossbauer results, and are an option to the growth kinetic characterization. A Gibbs free energy diagram was calculated for the Fe-Zr system, describing the amorphous phase behavior, and the glass forming range o f the system.

No presente trabalho foram investigadas as propriedades estruturais, magnéticas e magnetorresistivas de multicamadas magnéticas ultrafinas de Co/Pt acopladas ao IrMn, depositadas por desbastamento iônico tipo magnetron. As técnicas de caracterização utilizadas foram Difratometria e Reflectometria de Raios X, Microscopia de força. Atômica, Magnetometria por Gradiente de Força Alternada e Magnetorresist8ncia. O comportamento da magnetização foi simulado usando o modelo de rotação coerente. A análise dos resultados obtidos por magnetometria e magnetorresistencia mostraram que a anisotropia magnética das amostras de Co/Pt acopladas ao IrMn é córnea. O ângulo do cone foi determinado a partir da simulação dos resultados das curvas de magnetização com campo magnético aplicado no piano do filme, usando-se o modelo de rotação coerente. Para as válvulas de spin, foi observado que a camada semente tem forte influencia sobre as propriedades magnéticas e sobre a magnetorresistência gigante. / In the present work, the structural, magnetic and magnetoresistive properties of ultrathin magnetic Co/Pt multilayers, exchange-coupled to IrMn, deposited by magnetron sputtering, have been investigated. The characterization techniques used were X-ray diffraction and reflectometry, atomic force microscopy, Alternating Gradient-Force Magnetometry and Magnetoresistance. The magnetic behavior was simulated using a coherent rotation model. The magnetometry and magnetoresistance results showed that the magnetic anisotropy of the Co/Pt coupled to IrMn samples is a cone anisotropy. The cone angle was determined from the simulations of the magnetization curves with applied magnetic field at the films' plane, using a coherent rotation model. For the spin valves, it has been observed that the seed layer has a strong influence on the magnetic and giant magnetoresistance properties.

Submitted by Automa??o e Estat?stica (sst@bczm.ufrn.br) on 2016-06-10T19:03:35Z No. of bitstreams: 1 UbiratanCorreiaSilva_TESE.pdf: 29378655 bytes, checksum: 1c6a0b8bc21d1601438ddbfc07854def (MD5) / Approved for entry into archive by Arlan Eloi Leite Silva (eloihistoriador@yahoo.com.br) on 2016-06-13T20:18:34Z (GMT) No. of bitstreams: 1 UbiratanCorreiaSilva_TESE.pdf: 29378655 bytes, checksum: 1c6a0b8bc21d1601438ddbfc07854def (MD5) / Made available in DSpace on 2016-06-13T20:18:34Z (GMT). No. of bitstreams: 1 UbiratanCorreiaSilva_TESE.pdf: 29378655 bytes, checksum: 1c6a0b8bc21d1601438ddbfc07854def (MD5) Previous issue date: 2015-08-28 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Cient?fico e Tecnol?gico (CNPq) / Multicamadas magn?ticas s?o a base para a produ??o de dispositivos spintr?nicos e possuir o dom?nio na produ??o de tais multicamadas ? fundamental para obter avan?os nesta ?rea, e nos ?ltimos anos est? em destaque a produ??o de dispositivos spintr?nicos flex?veis. Devido a essa tend?ncia, o objetivo do presente trabalho ? produzir multicamadas magn?ticas depositadas em substrato flex?vel utilizando a t?cnica de Magnetron sputtering dc. Tr?s conjuntos de amostras foram confeccionados. O primeiro conjunto, constitu?do de tricamadas do tipo CoFe=Cu(t)=CoFe com diferentes espessuras do espa?ador met?lico. O Segundo conjunto, composto por dois subgrupos de multicamadas CoFe=Cu com a presen?a do IrMn como buffer layer ou cap layer. O terceiro conjunto, constitu?do por multicamadas de Permalloy (Py=Ta e Py=Ag) em substrato da Kapton e substrato de vidro. Para a investiga??o das propriedades magn?ticas, foram realizadas medidas de magnetometria de amostra vibrante, resson?ncia ferromagn?tica e magnetoimped?ncia (MI). Todas executadas em temperatura ambiente e com campo magn?tico aplicado sempre no plano da amostra. Para a an?lise estrutural, a t?cnica de difra??o de raios-X foi usada. Os resultados das tricamadas mostraram a apresen?a de uma anisotropia uniaxial, para a amostra com espa?ador de 4;2 nm. Para a multicamada com a presen?a do IrMn entre a camada buffer e FM, os resultados das propriedades magn?ticas est?ticas e din?micas apresentaram comportamento isotr?pico. Para a multicamada com a presen?a do IrMn entre a camada FM e a cap layer, os resultados das propriedades magn?ticas est?ticas apresentaram o comportamento magn?tico de uma estrutura tipo v?lvula de spin. Entretanto houve uma diverg?ncia com resultados das medidas de resson?ncia ferromagn?tica, a qual foi justificada devido ? contribui??o dos gr?os inst?veis e est?veis para a anisotropia rod?vel e anisotropia de polariza??o (Exchange bias) na interface ferromagn?tica-antiferromagn?tica. Para a terceira s?rie de amostras, os resultados apresentaram comportamentos semelhantes da MI cujo espa?ador foi a prata (Ag), para ambos os substratos e varia??o significativa nas amostras com o espa?ador por Ta onde foi poss?vel associar a varia??o da magnetoimped?ncia entre os substratos de vidro e flex?vel, ao estresse compressivo na amostra de substrato flex?vel. / Magnetic multilayers are the support for the production of spintronic devices, representing great possibilities for miniaturized electronics industry. having the control to produce devices as well as their physical properties from simple multilayer films to highly complex at the atomic scale is a fundamental need for progress in this area, in recent years has highlighted the production of organic and flexible spintronic devices. Because of this trend, the objective of this work was to produce magnetic multilayers deposited on flexible substrate using magnetron sputtering dc technique. Three sets of samples were prepared. The first set composed of the trilayer type CoFe=Cu(t)=CoFe with different thickness of the metallic spacer. The second set consists of two multilayer subgroups, CoFe=Cu in the presence of IrMn layer as a buffer and the next multilayer as cap layer. The third set consisting of non-magnetostrictive multilayer permalloy (Py=Ta and Py=Ag) on flexible substrate and glass. The magnetic properties, were investigated by magnetometry measurements, ferromagnetic resonance and magnetoimpedance (MI), measurements were carried out at room temperature with the magnetic field always applied on the sample plane. For structural analysis, the diffraction X-ray was used. The results of the trilayer showed a high uniaxial anisotropy field for the sample with a spacer of 4.2 nm. For the multilayer in the presence of IrMn layer as the buffer, the study of static and dynamic magnetic properties showed isotropic behavior. For the multilayer in the presence of IrMn layer as a cap, the results of static magnetic properties of the magnetic behavior exhibited a spin valve structure type. However there was a disagreement with results of ferromagnetic resonance measurements, which was justified by the contribution of the unstable and stable grain to the rotatable anisotropy and Exchange bias in ferromagneticantiferromagnetic interface. The third serie of samples showed similar results behavior for the MI Ag multilayers spacer in both substrates. There are also significant MI changes with the Ta spacer, possible associated with the compressive stress on the flexible substrate sample.

Neste trabalho, utilizando métodos de primeiros princípios baseados no formalismo LMTO-ASA (\"Linear Muffin-Tin Orbital - Atomic Sphere Approximation\"), calculamos a estrutura eletrônica e as propriedades magnéticas de sistemas metálicos com simetria bidimensional. Usando o método de espaço real RS-LMTO-ASA, estudamos superfícies de Fe e Pd nas direções [001], [110] e [111]. Investigamos como os diferentes aspectos estruturais inerentes aos sistemas formados por camadas de Pd sobre as superfícies de Fe(001), Fe(110) e Fe(111) interferem no comportamento magnético destes sistemas, procurando explicar os diferentes alcances de polarização das camadas de Pd observados experimentalmente. Passamos, então, a estudar o comportamento magnético de defeitos em superfícies de Pd(001), Pd(110) e Pd(111). Para impurezas de Fe e Co em superfícies de Pd, obtivemos valores de momento magnético local próximos ao da saturação, e mostramos que a variação destes momentos, com o número de primeiros vizinhos em torno do defeito, é aproximadamente linear. Obtivemos uma alta polarização induzida nos átomos de Pd vizinhos às impurezas indicando a existência de um momento magnético gigante, de superfície semelhante ao observado, experimentalmente, para impurezas de Fe e Co em Pd bulk. Estudamos impurezas de Ru em superfícies de Pd, investigando um possível aumento no momento do Ru, uma vez que indícios de magnetismo foram observados experimentalmente no caso desta impureza em Pd bulk. No caso da superfície de Pd(001), investigamos também propriedades magnéticas de sistemas constituídos por aglomerados isolados de Fe embebidos na superfície de Pd e por camadas aleatórias de Fe e Co sobre essa superfície. Os resultados para camadas aleatórias foram obtidos dentro da aproximação do potencial coerente (CPA), utilizando o método \"Tight-Binding\" TB-LMTO-ASA de espaço k. Finalmente, utilizamos o método RS-LMTO-ASA para investigar o comportamento magnético de camadas de Cr em sanduíches e super-redes Fe/Cr/Fe(001), e mostramos que os efeitos da compressão da rede e da rugosidade na interface Fe-Cr podem causar uma grande redução nos momentos magnéticos das camadas de Cr mais centrais. Nossos resultados estão em boa concordância com os resultados experimentais da literatura e com os resultados teóricos obtidos por outros métodos, quando existentes. / In this work we use first principles methods based on the LMTO-ASA (\"Linear Mufün-Tin Orbital - Atomic Sphere Approximation\") formalism to study the electronic structure and magnetic properties of metallic systems with bidimensional symmetry. Using the Real Space (RS-LMTO-ASA) method we study the Fe and Pd surfaces on [001], [110] and [111]. We investigate how the different structural aspects of Pd layers on the Fe(001), Fe(110) and Fe(111) surfaces affect their own magnetic behavior, determining their relation to the experimentally observed polarization ranges of the Pd layers. We also investigate the magnetic behavior of some defects in Pd(001), Pd(110) and Pd(111) surfaces. For the case of Fe and Co impurities in Pd surfaces, we obtain for their magnetic moment values near the saturation one, and we show that these values decrease linearly as the number of nearest neighbors increases. We obtain a high polarization induced in the atoms of Pd near the impurities, which indicates the existence of a surface giant magnetic moment similar to the one experimentally observed for impurities of Fe and Co in bulk Pd. We study Ru impurities in Pd surfaces, investigating a possible increase in the Ru magnetic moment, once experimental results indicate the presence of magnetism in the case of Ru in bulk Pd. We also investigate the magnetic properties of isolated Fe clusters embedded in the Pd(001) surface, and of random layers of Fe and Co in the Pd(001) surface. The results for the random layers are obtained using the coherent potential approximation (CPA), using the k-space Tight-Binding (TB-LMTO-ASA) method. Moreover, the magnetic behavior of thin layers of Cr in Fe/Cr/Fe(001) trilayers and superlattices is studied using the RS-LMTO-ASA method. The effects of lattice compression and interface mixing are investigated, and it is shown that they can cause large reductions of the Cr magnetic moments. The values are in general in excellent agreement with experiment and other calculations, when available in the literature.