Este trabalho de mestrado teve por objetivo a recuperação de um espectrômetro de RMN de dupla-ressonância construído na década de 1980 para o estudo de materiais no estado sólido. Esse espectrômetro foi parcialmente destruído por um raio que atingiu o prédio do IFSC-USP em 2001, tendo sua parte digital inutilizada, a qual envolvia o gerador de pulsos, e o digitalizador e promediador de sinais. Este trabalho envolveu a instalação de uma placa geradora de pulsos e um osciloscópio digital, ambos comerciais, controlados por um computador executando programas elaborados por nosso grupo. Embora o espectrômetro permita a implementação de técnicas de RMN de alta resolução de dupla-ressonância para o estudo de materiais no estado sólido, os primeiros experimentos de RMN foram realizados com materiais magnéticos, os quais permitiram sua execução sem a utilização do magneto supercondutor. No momento, esse espectrômetro encontra-se em fase de aprimoramento e testes de desempenho e já tornou possível a obtenção de resultados importantes em materiais magnéticos / The objective of this work was to repair and upgrade a double-resonance NMR spectrometer assembled in the 80s for studying solid-state materials. In 2001 this instrument was damaged by an atmospheric discharge that destroyed its digital modules, i.e., the pulse generator, digitizer, and averager. The work reported on here involved installing a new pulse-generator board and a programmable digital oscilloscope, both commercially available. These are computer-controlled by software developed by our research group. Although the spectrometer allows the use of double resonance NMR techniques for studying solid-state materials, the first experiments were done with magnetic materials, which required no superconducting magnet. Presently, the spectrometer is still being tested and improved. Even so, it is already capable of yielding important data in the study of magnetic materials

Orientador: Maria Jose Santos Pompeu Brasil / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Fisica Gleb Wataghin / Made available in DSpace on 2018-08-07T10:58:09Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Carvalho_HugoBonettede_D.pdf: 6207231 bytes, checksum: fb1d0ba37fa200cd50478aef5caced45 (MD5) Previous issue date: 2006 / Resumo: O objetivo deste trabalho consiste no estudo das propriedades de transporte através de estruturas semicondutoras não-magnéticas: diodos de dupla barreira de potencial ¿ DBD (Double Barrier Diode). Nossa atenção é focada na polarização de spin da corrente de portadores através do dispositivo. Discutimos primeiramente a fenomenologia associada ao transporte e como os DBD podem atuar como filtros de spin. Na sequência apresentamos os procedimentos experimentais utilizados. Combinamos técnicas ópticas e de transporte para caracterizar completamente o transporte através do DBD. Apresentamos os resultados experimentais obtidos na investigação de DBD com poço de GaAs e barreiras simétricas de AlAs com dopagens p-i-p e p-i-n sob ação de campos magnéticos. Para ambos os diodos, demonstramos que os processos de tunelamento através do DBD associados ao efeito Zeeman resultam na seleção da natureza de spin dos portadores. Ainda para o diodo p-i-p, reportamos uma modulação da energia de separação para diferentes spins pela voltagem externa aplicada ao DBD. Esta modulação é uma evidência experimental do acoplamento entre o campo elétrico efetivo e o grau de liberdade de spin dos portadores. Por fim, concluímos que DBD não-magnéticos podem ser utilizados como filtros de spin controlados por voltagem no desenvolvimento de dispositivos spintrônicos / Abstract: The aim of this work was to study the transport properties of nonmagnetic semiconductor heterostructures: double barrier diodes ¿ DBD. Our attention was focused on the carrier spin polarization through the structure. First we present the phenomenology behind the carrier transport and how the DBD can act as a spin filter. In the sequence, we present the experimental procedures. We combine optical and transport measurements to completely characterize the transport through the DBD. We present the results of the investigation of a p-i-p and a p-i-n symmetric GaAs/AlAs DBD under a magnetic field. For both diodes, we show that the tunneling processes through the DBD associated to Zeeman effect can result in the selection of the carriers spin. For the p-i-p sample, we also report a modulation of the spin-splitting energy by an external bias which is an experimental evidence of coupling between the electric field and the spin degree of freedom of carriers. These results demonstrate that a nonmagnetic DBD can be used as a voltage-controlled spin filter for the development of spintronic devices / Doutorado / Física da Matéria Condensada / Doutor em Ciências

Made available in DSpace on 2014-10-09T12:45:30Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Made available in DSpace on 2014-10-09T13:56:26Z (GMT). No. of bitstreams: 1 07175.pdf: 4800774 bytes, checksum: 7591ed2b66c61d81600006d10b99afb7 (MD5) / Dissertacao (Mestrado) / IPEN/D / Instituto de Pesquisas Energeticas e Nucleares - IPEN/CNEN-SP

Made available in DSpace on 2014-10-09T12:28:05Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Made available in DSpace on 2014-10-09T14:01:21Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Neste trabalho foi feito um estudo sistemático, sob um ponto de vista atômico, do magnetismo local em compostos intermetálicos magnéticos do tipo RZn (R = Ce, Gd, Tb, Dy) e RCu, por meio de medida das interações hiperfinas utilizando a técnica de Correlação Angular Gama-Gama Perturbada com os núcleos de prova 111In111Cd e 140La140Ce. O magnetismo nesses compostos tem origem no momento angular dos elétrons 4f das terras raras. Assim, o estudo sistemático da série RZn é interessante para verificar o comportamento do campo hiperfino magnético com a variação do número de elétrons da camada 4f. A utilização do núcleo de prova 140La140Ce é interessante, pois o Ce+3 íon possui um elétron 4f que pode contribuir para o campo hiperfino total, e os resultados encontrados mostraram um comportamento anômalo. A análise feita com o núcleo de prova 111Cd mostrou que, para os compostos ferromagnéticos, o campo hiperfino magnético segue o comportamento da função de Brilluoin com a temperatura e, em função da projeção do spin, este campo diminui linearmente com o aumento do número atômico da terra rara, mostrando que a principal fonte para o campo hiperfino vem da polarização dos elétrons de condução. O gradiente de campo elétrico para 111Cd RZn mostrou uma forte diminuição com o aumento do número atômico da terra rara. Supõe-se assim que a maior parte da contribuição ao gradiente de campo elétrico tenha origem nos elétrons da camada 4f da terra rara. Já para as medidas de 111Cd GdCu, quando este composto é submetido a um ciclo térmico, sua rede cristalina passa a coexistir em dois sistemas, tanto na estrutura cúbica do tipo CsCl, como na estrutura ortorrômbica do tipo FeB. As medidas com esses dois núcleos foram de fundamental importância, pois ainda não foram vistos trabalhos desses compostos com estas pontas de prova. / Dissertacao (Mestrado) / IPEN/D / Instituto de Pesquisas Energeticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP

Made available in DSpace on 2014-10-09T12:33:56Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Made available in DSpace on 2014-10-09T14:03:58Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / A nanociência e a nanotecnologia vêm abrindo inúmeros desenvolvimentos de dispositivos e sistemas em escala nanométrica, com novas organizações moleculares, propriedades e funções distintas. Nesse contexto, as nanopartículas magnéticas poliméricas são compósitos formados por materiais magnéticos com tamanhos de partículas entre 1 e 100 nm combinados com polímeros funcionais. São materiais bem conhecidos e têm sido amplamente estudados devido às suas aplicações em diversas áreas tecnológicas. Nas áreas biológica e médica, as aplicações incluem separação e imobilização de enzimas e proteínas, melhoria nas técnicas de imagem de ressonância magnética para diagnóstico e sistemas de liberação controlada de fármacos. Neste trabalho, proteínas foram imobilizadas na superfície de um biopolímero combinado com partículas superparamagnéticas de magnetita para formar o compósito magnético. Utilizou-se o biopolímero quitosana, reticulada e funcionalizada com glutaraldeído, aplicável em ensaios biológicos. Obtiveram-se 3 tipos de compósitos magnéticos, os quais foram nomeados QM1Glu, QM2NaGlu e QM3Glu. Foram caracterizados por difratometria de raios X, microscopia eletrônica de varredura, magnetometria de amostra vibrante, calorimetria exploratória diferencial, termogravimetria e espectroscopia por infravermelho. Foram avaliados quanto à imobilização das proteínas albumina de soro bovino (SAB), colágeno e tripsina. A imobilização das proteínas no biopolímero ocorreu em 30 min de incubação. O compósito magnético de quitosana não funcionalizada (QM3) também foi avaliado. Para a tripsina verificou-se que QM3 apresentou maior potencial de imobilização do que QM3Glu. Após 30 dias, QM3-Trip e QM3Glu-Trip ainda apresentavam a tripsina ativada. Foram demonstradas a atividade e a cinética enzimática da QM3Glu-trip com o substrato BApNA. / Dissertação (Mestrado) / IPEN/D / Instituto de Pesquisas Energeticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP

Submitted by Luciana Ferreira (lucgeral@gmail.com) on 2016-07-25T10:59:35Z No. of bitstreams: 2 Dissertação - Sara Alves Maciel - 2016.pdf: 11054901 bytes, checksum: 8cddf79cb5700731533eb7125fe234a3 (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) / Approved for entry into archive by Luciana Ferreira (lucgeral@gmail.com) on 2016-07-25T11:13:28Z (GMT) No. of bitstreams: 2 Dissertação - Sara Alves Maciel - 2016.pdf: 11054901 bytes, checksum: 8cddf79cb5700731533eb7125fe234a3 (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) / Made available in DSpace on 2016-07-25T11:13:28Z (GMT). No. of bitstreams: 2 Dissertação - Sara Alves Maciel - 2016.pdf: 11054901 bytes, checksum: 8cddf79cb5700731533eb7125fe234a3 (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Previous issue date: 2016-04-05 / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de Goiás - FAPEG / In this work, structural, morphological and magnetic properties of cobalt ferrite/zirconium oxide composites prepared via mechanical mixing of the powders were evaluated. Cobalt ferrite powders were obtained by coprecipitation, and some synthesis parameters were optimized, such as the speed of stirring , the concentration of base and metal solutions, in order to obtain stoichiometric ferrites (Fe3+/Co2+ = 2: 1) or near to it. Zirconium oxide powders were synthesized via sol-gel. The composites were analyzed by Atomic Absorption, Field Emission Scanning Electron Microscopy and Spectroscopy Dispersive Energy, Diffraction of X-rays, Infrared Spectroscopy and Vibranting Sample Magnetometry. It was observed the migration of cations between the ferrite and zirconia structures as a result of high diffusion between phases due to heat treatment. The analysis by Field Emission Scanning Electron Microscopy and Spectroscopy Dispersive Energy showed the different microstructures of aggregates present in the composites and the average diameter of the grains. The insertion of a magnetic phase on a non-magnetic matrix caused an increase in the saturation magnetization and the remanent magnetization, and decrease in coercivity as the cobalt ferrite content increases. / Neste trabalho, foram avaliadas propriedades estruturais, morfológicas e magnéticas de compósitos de ferrita de cobalto/óxido de zircônio, preparados via mistura mecânica dos pós. Os pós de ferrita de cobalto foram obtidos pelo método da coprecipitação, tendo seus parâmetros de síntese otimizados, tais como velocidade de agitação, concentração das soluções de base e dos metais, a fim de se obter ferritas estequiométricas (Fe3+/Co2+ = 2:1) ou próximas disso. Os pós de óxido de zircônio foram sintetizados via sol-gel. Os compósitos foram analisados por Absorção Atômica, Microscopia Eletrônica de Varredura com Emissão de Campo e Espectroscopia por Energia Dispersiva, Difratometria de Raios X, Espectroscopia na Região do Infravermelho e por Magnetometria de Amostra Vibrante. Foi observada a migração de cátions entre as estruturas da ferrita e da zircônia como consequência da alta difusão entre as fases devido ao tratamento térmico. A análise por Microscopia Eletrônica de Varredura com Emissão de Campo e Espectroscopia por Energia Dispersiva permitiu verificar as diferentes microestruturas dos agregados presentes nos compósitos e o diâmetro médio dos grãos. A inserção de uma fase magnética em uma matriz não magnética provocou aumento na magnetização de saturação e na magnetização remanescente, além de uma diminuição na coercividade à medida que o teor de ferrita de cobalto aumenta.

Made available in DSpace on 2016-08-18T18:19:25Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Carlos Cesar Costa.pdf: 2011505 bytes, checksum: 17efa54b3a1a2bd2009b553d5382bb31 (MD5) Previous issue date: 2008-12-05 / In the present work of dissertation of the master's degree course, we studied the magnetic properties of films simple nanometric's as: iron on oxide of magnesium (F/MgO) and permalloy (Fe Ni) in room temperature, obtained by the eltro-deposition process by sputtering. The experimental results were interpreted in agreement with the models phenomenological that take into account the most relevant terms of the magnetic free energy of the system. We made an approach in accordance with the literature on the main mechanisms that originate the electric resistance in magnetic metallic films, such as: resistance electric ohm's, effects hall, anisotropic magnetoresistance (AMR). it is made a description of the main experimental techniques used in the characterization of films nanometric's, as the Magnetometer Optical for Kerr Effect (MOKE), Ferromagnetic Resonance (FMR) and Magnetoresistance (MR). This last technique, that it uses the method of the four tips, it is used to obtain the magnetoresistance curves. In this work, we studied the effect of the anisotropic magnetoresistance in simple films, where the magnetoresistance curves are associated to the competitions enter the energies Zeeman and of anisotropic magnetic. The effect of AMR was verifies for the samples of films nanometric's through numeric simulation. For the development of the research, we set up a Device of Variation of Magnetic Field DC (DVCM DC) and the experimental data are obtained through virtual instrumentation. The magnetoresistance curves were interpreted in agreement with the model phenomenological and we still used the hysteresis loop obtained by MOKE as parameters. / No presente trabalho de dissertação do curso de mestrado, estudamos as propriedades magnéticas de filmes nanométricos simples como: ferro sobre óxido de magnésio (Fe/MgO) e permalloy (Fe Ni) em temperatura ambiente, obtidos pelo processo de eltro-deposição por sputtering. Os resultados experimentais foram interpretados de acordo com os modelos fenomenológicos que levam em conta os termos mais relevantes da energia livre magnética do sistema. Fizemos uma abordagem em conformidade com a literatura sobre os principais mecanismos que originam a resistência elétrica em filmes metálicos magnéticos, tais como: resistência elétrica ôhmica, efeito Hall, magnetoresistência anisotrópica (AMR). É feita uma descrição das principais técnicas experimentais usadas na caracterização de filmes nanométricos, como o Magnetômetro de Efeito Kerr Magneto-óptico (MOKE), Ressonância Ferromagnética (FMR) e Magneto-resistência (MR). Esta última técnica, que usa o método das quatro pontas, é utilizada para obter as curvas de magneto-resistência. Neste trabalho, estudamos o efeito da magneto-resistência anisotrópica em filmes simples, onde as curvas de magnetoresistência estão associadas às competições entre as energias Zeeman e de anisotropia magnética. O efeito da AMR foi verificado para as amostras de filmes nanométricos via simulação numérica. Para o desenvolvimento da pesquisa, montamos um Dispositivo de Variação de Campo Magnético DC (DVCM DC) e os dados experimentais são obtidos via instrumentação virtual. As curvas de magneto-resistência foram interpretadas de acordo com o modelo fenomenológico e utilizamos ainda as curvas de histerese, obtidas por MOKE como parâmetros.

Data storage in current hard disk drives is limited by three factors. These are thermal stability of recorded data, the ability to store data, and the ability to read back the stored data. An attempt to alleviate one factor can affect others. This ultimately limits magnetic recording densities that can be achieved using traditional forms of data storage. In order to advance magnetic recording and postpone these inhibiting factors, new approaches are required. One approach is recording on Bit Patterned Media (BPM) where the medium is patterned into nanometer-sized magnetic islands where each stores a binary digit.This thesis presents a statistical model of write errors in BPM composed of single domain islands. The model includes thermal activation in a calculation of write errors without resorting to time consuming micromagnetic simulations of huge populations of islands. The model incorporates distributions of position, magnetic and geometric properties of islands. In order to study the impact of island geometry variations on the recording performance of BPM systems, the magnetometric demagnetising factors for a truncated elliptic cone, a generalised geometry that reasonably describe most proposed island shapes, were derived analytically.The inclusion of thermal activation was enabled by an analytic derivation of the energy barrier for a single domain island. The energy barrier is used in a calculation of transition rates that enable the calculation of error rates. The model has been used to study write-error performance of BPM systems having distributions of position, geometric and magnetic property variations. Results showed that island intrinsic anisotropy and position variations have a larger impact on write-error performance than geometric variations.The model was also used to study thermally activated Adjacent Track Erasure (ATE) for a specific write head. The write head had a rectangular main pole of 13 by 40 nm (cross-track x down-track) with pole trailing shield gap of 5 nm and pole side shield gap of 10 nm. The distance from the pole to the top surface of the medium was 5 nm, the medium was 10 nm thick and there was a 2 nm interlayer between the soft underlayer (SUL) and the medium, making a total SUL to pole spacing of 17 nm. The results showed that ATE would be a major problem and that cross-track head field gradients need to be more tightly controlled than down-track. With the write head used, recording at 1 Tb/in² would be possible on single domain islands.

Orientador: Hugo Enrique Hernández Figueroa / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Elétrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-26T15:57:35Z (GMT). No. of bitstreams: 1 ArrietaConcha_JoseLuis_M.pdf: 2860251 bytes, checksum: a9513ec6b0227b83e8ccdb097adfef27 (MD5) Previous issue date: 2014 / Resumo: Redes de comunicação ópticas são parte da sociedade de informação de hoje, em que as fibras ópticas têm um papel muito importante, uma vez que são amplamente utilizados em redes de comunicação e outros sistemas de comunicação atuais. No entanto, o uso de dispositivos eletrônicos em várias redes eletro-ópticas representam um grande engarrafamento para a utilização ideal da grande largura de banda e as taxas de dados de alta velocidade permitida por fibras ópticas. A fim de evitar tal congestionamento de tráfego da rede, dispositivos baseados em tecnologias fotônicas são uma das soluções propostas, porque eles fornecem a capacidade de manter altas velocidades de transmissão com taxas elevadas de dados e baixas perdas. Por isso, tais dispositivos fotônicos são continuamente pesquisados, a fim de melhorar a sua eficácia, a obtenção do maior confinamento e encaminhamento do sinal óptico, e melhorar a perda de inserção quando ele é integrado com outros dispositivos. Para alcançar uma maior compreensão dos dispositivos fotônicos, o trabalho apresentado aqui permite uma compreensão pedagógica e ainda completa de cristais fotônicos e efeitos magnéticos. Esta abordagem pedagógica permite uma experiência em mãos para os estudantes e pesquisadores sobre um tema complexo, um tipo de implementação experimental que normalmente exige sofisticados recursos de fabricação fotônicos. A abordagem em micro-ondas permite construir protótipos conceitualmente equivalentes e manipuláveis. Aqui, apresentamos um estudo teórico, análise numérica, modelagem de computador e simulações eletromagnéticas para um circulador de ferrita de 3 portas em uma estrutura de grade fotônico construído para a faixa de micro-ondas de 2,3GHz - 2,9GHz / Abstract: Optical communication networks are part of today¿s information based society, in which optical fibers play a very important role, since they are widely used in such communication networks and other state of the art communication systems. However, the use of electronic devices in various electronic-optical networks represent a major bottleneck for the optimal utilization of the large bandwidth and high speed data rates allowed by optical fibers. In order to avoid such congestion of network traffic, devices based on photonic technologies are one of the proposed solutions, because they provide the capability to maintain transmission speeds with both high data rates and low losses. That is why such photonic devices are continuously being researched in order to improve their effectiveness, obtain greater confinement and guiding of the optical signal, as well as to reduce the insertion loss when it is integrated with other devices. To achieve a greater understanding of photonic devices, the work presented in this paper allow for a pedagogical and yet thorough understanding of photonic crystals and magnetic effects. This pedagogical approach permits a hands-on experience for students and researchers on a complex subject, a kind of experimental implementation that usually demands sophisticated photonic fabrication resources. The microwave approach allows one to construct conceptually equivalent but hand-manipulable prototypes. Here, we present the theoretical study, numerical analysis, computer modeling and electromagnetic simulations for a 3-port ferrite circulator in a photonic grid structure built for the 2.3 GHz to 2.9 GHz microwave range. For a photonic device operating in the optical communication range, we may expect a qualitative analogous behavior / Mestrado / Telecomunicações e Telemática / Mestre em Engenharia Elétrica

abstract: Single-layer pentagonal materials have received limited attention compared with their counterparts with hexagonal structures. They are two-dimensional (2D) materials with pentagonal structures, that exhibit novel electronic, optical, or magnetic properties. There are 15 types of pentagonal tessellations which allow plenty of options for constructing 2D pentagonal lattices. Few of them have been explored theoretically or experimentally. Studying this new type of 2D materials with density functional theory (DFT) will inspire the discovery of new 2D materials and open up applications of these materials in electronic and magnetic devices.In this dissertation, DFT is applied to discover novel 2D materials with pentagonal structures. Firstly, I examine the possibility of forming a 2D nanosheet with the vertices of type 15 pentagons occupied by boron, silicon, phosphorous, sulfur, gallium, germanium or tin atoms. I obtain different rearranged structures such as a single-layer gallium sheet with triangular patterns. Then the exploration expands to other 14 types of pentagons, leading to the discoveries of carbon nanosheets with Cairo tessellation (type 2/4 pentagons) and other patterns. The resulting 2D structures exhibit diverse electrical properties. Then I reveal the hidden Cairo tessellations in the pyrite structures and discover a family of planar 2D materials (such as PtP2), with a chemical formula of AB2 and space group pa ̄3. The combination of DFT and geometries opens up a novel route for the discovery of new 2D materials. Following this path, a series of 2D pentagonal materials such as 2D CoS2 are revealed with promising electronic and magnetic applications. Specifically, the DFT calculations show that CoS2 is an antiferromagnetic semiconductor with a band gap of 2.24 eV, and a N ́eel temperature of about 20 K. In order to enhance the superexchange interactions between the ions in this binary compound, I explore the ternary 2D pentagonal material CoAsS, that lacks the inversion symmetry. I find out CoAsS exhibits a higher Curie temperature of 95 K and a sizable piezoelectricity (d11=-3.52 pm/V). In addition to CoAsS, 34 ternary 2D pentagonal materials are discovered, among which I focus on FeAsS, that is a semiconductor showing strong magnetocrystalline anisotropy and sizable Berry curvature. Its magnetocrystalline anisotropy energy is 440 μeV/Fe ion, higher than many other 2D magnets that have been found. Overall, this work not only provides insights into the structure-property relationship of 2D pentagonal materials and opens up a new route of studying 2D materials by combining geometry and computational materials science, but also shows the potential applications of 2D pentagonal materials in electronic and magnetic devices. / Dissertation/Thesis / Doctoral Dissertation Materials Science and Engineering 2020