Esta dissertação discute o desenvolvimento de modelos analíticos e numéricos para as características elétricas de transistores de fios quânticos. Sendo assim, realizou-se um estudo implementando uma sequência de formalismos e ferramentas computacionais para solução auto-consistente das equações de Schrödinger e Poisson para poços e fios quânticos. Com a utilização deste método numérico pode-se determinar os auto-estados os níveis de energias e as densidades eletrônicas de portadores livres, dentre outros parâmetros relevantes para dispositivos de fio quântico. Adicionalmente, realizou-se um estudo analítico das heteroestruturas semicondutoras de interesse para a área de dispositivos de dimensionalidade reduzida. Este estudo levou a obtenção de resultados referentes ao desenvolvimento de modelos teóricos para as características elétricas de dispositivos baseados no mecanismo de tunelamento ressonante. Os resultados obtidos para a característica corrente-tensão (I-V) nas heteroestruturas investigadas foram contrastados satisfatoriamente com os encontrados na literatura. Este ferramental analítico foi então aplicado para computar o coeficiente de transmissão eletrônico de um diodo de fio quântico com tunelamento ressonante. / This dissertation discusses the development of analytical and numerical models for the electrical characteristics of quantum wire transistors. A study is carried out, implementing a sequence of formalisms and computational tools for the self-consistent solution of the equations of Schrödinger and Poisson in quantum wells and quantum wires. By using this numerical formulation it is possible to determine the eigenstates, energy levels and free-carrier electronic density, among other relevant parameters for quantum wire devices. In addition, we also conducted an analytical study concerning semiconductor heetrostrucures of interest for reduced dimensionality devices applications. This study led to results regarding the development of theoretical models for the electrical characteristics of devices based on the resonant tunneling mechanism. The results obtained for the current-voltage (I-V) characteristics in the investigated heterostructures were satisfactorily compared to those available at the published literature and this analytical tool was then used to compute the electronic transmission coefficient in a resonant tunneling quantum wire diode.

No presente trabalho o autor estuda uma coleção de lamelibrânquios triássicos da série Corumbataí por ele próprio organizada no Município de Rio Claro, Estado de São Paulo. Coleções menores da mesma região foram versadas por K. Holdhaus (1918) e C. Reed (1932). O bom estado geral de conservação dos espécimes da atual coleção tornou possível a observação de particularidades morfológicas e a discussão dos valores sistemáticos anteriormente conferidos. São propostos dois novos gêneros, jacquesia e Pinzonellopis, para formas referidas antes por Reed, respectivamente, aos gêneros Myophoriopis Whörmamm e Pachycardia Hauer e descritas quatro novas espécies: Pseudocorbula caquensis, P. triangularis, Anodontophora intricans e Pinzonella trigona. O total das espécies registradas é de 16 (Reed registrou um total de 9), distribuídas por 2 horizontes faunística e litologicamente distintos. Duas das conchas referidas por Reed, Pachycardia neotropical e Myophoriopis cf. carinata, não foram verificadas pelo autor. Com exceção das 4 entidades novas e duma forma não determinada especificamente, as demais constituem espécies já assinaladas nesse ou em outros pontos do triássico do Sul do Brasil. A malacofauna dos dois horizontes fossilíferos estudados, é idêntica às triássicas conhecidas de outras localidades do Sul do Brasil, bem como do Uruguai e Paraguai. Quanto ao valor cronológico da associação, parece que as evidências continuam favorecendo a idade triássica superior, proposta por Reed, apesar das alterações sistemáticas aqui introduzidas. Só estudos futuros, entretanto, poderão fornecer elementos mais seguros para uma avaliação satisfatória. / The present paper is the study of a collection of Triassic shells in the Corumbatahy Series made by the author in the municipal district of Rio Claro in the State of São Paulo. Smaller collections made in the gaine region have been studies by K. Holdhaus (1918) and F.R. Cowper Reed (1932). The exceptionally fine preservation of the material in this collection has permitted a reconsideration regarding morphological details and of systematic values. Two new genera have been proposed, viz.: Jacquesia and Pinzonellopis, for the forms formerly referred to by Reed as Myophoriopis Whörmann and Pachycardia Hauer, respectively;, and four new species have been described: Pseudocorbula camaquensis, P. triangularis, Anodontophora intricans and Pinzonella trigona. The total number of species amounts to 16 (reed registered a total of 9), distributed in two faunistic horizons, lithologically distinct. Two of the shells referred to by Reed: Pachycardia neotropica and Myophoriopis cf. carinata, have not been verified by the author. With the exception of the four new species, and one of the forms not identified specifically, the remaining forms have already been assigned to this or other points of the Triassic of southern Brazil. Regarding the age of the fauna, the evidence continues to favour assignment to the Upper Triassic as proposed by Reed, in spite of the systematic alterations here suggested. Future studies will furnish elements for a more satisfactory conclusion.

A contaminação de água subterrânea por coliformes fecais em propriedades rurais está diretamente relacionada com o saneamento básico rural oferecido, assim como as doenças de veiculação hídrica contraídas por essas populações. Esta pesquisa analisa a contaminação da água de consumo humano proveniente de poços, considerando os índices de potabilidade descritos na Portaria do Ministério da Saúde nº 2.914 e na Resolução CONAMA nº 398. Tem-se como estudo de caso uma área rural no município de Caxias do Sul, estado do Rio Grande do Sul, inserida na da bacia hidrográfica do arroio Marrecas. Foram realizados estudos por meio de informações contidas em relatórios técnicos, normatizações federais e bibliografias especializadas, para contextualização, conceituação e teorização de saneamento básico rural, qualidade e contaminação da água subterrânea, doenças de veiculação hídrica e poços. Mediante o uso do estimador de densidade Kernel, levantou-se o número de residências a serem entrevistadas. Durante o processo de entrevistas, averiguou-se a existência de saneamento básico rural nas propriedades, porém a maioria dos poços não estavam protegidos do acesso e/ou de serem contaminados por animais. Isto justificou a necessidade de realização de análise da qualidade da água subterrânea consumida por meio de poços particulares. Os resultados das entrevistas diagnosticaram uma população ambientalmente consciente sobre a preservação do meio e sobre a qualidade da água consumida. Contudo, os resultados das análises indicaram que a água ingerida estava contaminada por coliformes, assim como também houve relatos de doenças de veiculação hídrica, confirmando o saneamento deficiente em algumas propriedades rurais. / The contamination of groundwater by fecal coliforms in rural properties is directly related to the available basic rural sanitation, as well as to water-borne diseases contracted by these populations. This research analyzes the contamination of potable well water, applying the potability indicators described in the Ministry of Health Directive Nº. 2914 and the Brazilian Environment Council (CONAMA) Resolution No. 398. A rural area in the city of Caxias do Sul, Rio Grande do Sul, located within the hydrographic basin of the Marrecas stream, was used as the case study. Studies were conducted by using information contained in technical reports, federal guidelines, and specialized bibliographies, for the context, concepts and of basic rural sanitation, quality and contamination of groundwater, waterborne diseases and wells. The number of households to be interviewed was determined by using the Kernel density estimator. During the interview process, the existence of basic rural sanitation was verified in the properties, however, a majority of the wells were not protected from the access and/or from being contaminated by animals. This justified the need for conducting the analysis of the quality of groundwater consumed by way of individual wells. The interviews resulted in the diagnostic of an environmentally conscious population, aware of preserving the environment and of the quality of water consumed. However, the results of the analyses indicated that the drinking water was contaminated by coliforms, and there were also reports of waterborne diseases, confirming the poor sanitation in some rural properties.

Orientador: Jefferson Nascimento de Oliveira / Resumo: A grande proporção da exploração das águas subterrâneas no Brasil e no mundo se deve às inúmeras vantagens como a qualidade da água, os custos de exploração relativamente baixos e o simplificado tratamento da água para consumo. A importância de se estudar estes recursos hídricos se coloca pela necessidade de investigar os processos em que se dá a exploração da água, desde a autorização da captação do recurso, a gerência de potenciais contaminantes, até a sua qualificação como boa ou imprópria para consumo pela população. Deste modo, o presente trabalho avaliou a qualidade de água subterrânea outorgada do município de Campo Grande, Mato Grosso do Sul e utilizou como fonte dos dados o Sistema IMASUL de Registros e Informações Estratégicas do Meio Ambiente – SIRIEMA, on-line, disponível no site do Instituto de Meio Ambiente de Mato Grosso do Sul (IMASUL), pelo qual se realiza todo o procedimento de solicitação e análise de outorga e que autorizou a publicação dos dados dessa pesquisa seguindo os princípios de acesso às informação sobre Recursos Hídricos , conforme instrumento estabelecido pela Lei Federal 9433 de 1997 e Lei Estadual 2406 de 2002, sob o cuidado ético do sigilo dos nomes das pessoas físicas e/ou jurídicas. O trabalho foi realizado com base nas análises físico-química e microbiológicas de poços outorgados, inseridas no SIRIEMA como parte da documentação obrigatória para solicitação de outorga e dados qualitativos de monitoramento de tais fontes de captação. Foram e... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: The large proportion of groundwater exploitation in Brazil and in the world is linked to numerous advantages such as water quality, relatively inexpensive operating costs and simplified treatment of water for human consumption. The study and investigation of water resources is necessary to know the processes of exploration of water, from the authorization of the capture of the resource, the management of potential contaminants, until the qualification as own or improper for consumption by the population. Thus, the present study evaluated the groundwater quality granted in the municipality of Campo Grande, Mato Grosso do Sul and used the IMASUL System of Registries and Strategic Environmental Information - SIRIEMA, available on the website of the Institute of Environment of Mato Grosso do Sul (IMASUL), where all the procedure of request and analysis of granting takes place and that authorized the publication of the data of this research following the principles of access to information on Water Resources, according to instrument established by Federal Law number 9433 of 1997 - Brazil and State Law number 2406 of 2002 - Mato Grosso do Sul, under the ethical care of the secrecy of individuals and / or legal entities. The work was carried out based on the physical-chemical and microbiological tests of wells granted, inserted in SIRIEMA as part of the mandatory documentation for requesting data and qualitative data of monitoring of such sources of abstraction. We found parameters ... (Complete abstract click electronic access below) / Mestre

Orientador: Victor Orlando Gamarra Rosado / Banca: Fernando de Azevedo Silva / Banca: Maurício Guimarães da Silva / Resumo: Controlar a pressão de poços petrolíferos durante a perfuração pode ser um dos processos mais complexos e perigosos da etapa de exploração. O sistema de perfuração varia constantemente e aleatoriamente, isto principalmente, devido à mudança da profundidade de perfuração, a qual faz variar outros parâmetros do processo. Assim, a aplicação de um controle variante no tempo torna-se necessário. Este estudo propõe o projeto de um controlador Gain Scheduling (GS) no controle da pressão no fundo de poços durante a perfuração. Este controlador GS consiste na sintonia dos ganhos relacionados aos diferentes pontos operacionais, para este caso, a profundidade do poço. Primeiro, apresentam-se as teorias a serem utilizadas durante o desenvolvimento do trabalho. Segundo, obtém-se o modelo matemático do processo o qual se fundamenta na mecânica dos fluidos. Da linearização do modelo, a função de transferência resultante apresenta um elemento integrador o que faz que a dinâmica do processo seja difícil de manipular. Também se adiciona um tempo de atraso, o que torna mais complexo o controle do processo. Na terceira parte, utilizaram-se três tipos de metodologias IMC (Internal Model Control) para sintonizar os ganhos do controlador PID (Proporcional, Integral e Derivativo) para diferentes profundidades de perfuração procurando o melhor desempenho, estabilidade e robustez do sistema. Finalmente, escolhe-se a estratégia de melhor desempenho (IMC de dois graus de liberdade) para especificar e mo... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: Controlling the pressure of oil wells during drilling can be one of the most complex and dangerous processes of exploration stage. The drilling system is constantly end randomly changing due, among other things, the drilling depth, which varies other process parameters, accordingly to apply a time variant control becomes necessary. This study proposes the design of a Gain Scheduling controller to control the pressure at the bottom of wells during drilling. The GS controller is based on the corresponding tuning gains at different operating points in this case, the depth. First, presents the theories that will be used during development work. In the second part, was obtained a mathematical model of the process which is based on fluid mechanics. In the linearization of the, the final transfer function presents an integrating element which makes the process dynamics more difficult to handle. It becomes even more complex in the presence of time delay. In the third part, three IMC controllers' types were used to tuning the PID (Proportional, Integral and Derivative) controller gains for different depths of drilling looking for the best performance, stability and robustness. Finally, was chose the best performing strategy (IMC of two degrees of freedom) to specify and assemble the GS controller table, which is evaluated by simulations of problems that usually occur during drilling, considered as disturbances, which check its viability. Also, the results of the controlled GS system a... (Complete abstract click electronic access below) / Mestre

Esta tese trata da modelagem das características eletrônicas de dispositivos semicondutores baseados em contatos Schottky heterodimensionais, definidos como contatos entre um metal e um sistema de dimensionalidade reduzida. Especificamente, este trabalho concentra-se na situação em que o metal é posto em contato direto com um gás eletrônico bidimensional presente na interface de uma heterojunção empregando dopagem modulada. Dispositivos de interesse são diodos Schottky, bem como estruturas do tipo metal-semicondutor-metal (MSM). Para a característica capacitância-tensão, C-V, é desenvolvido um modelo quasi-bidimensional que apresenta excelente concordância com os resultados experimentais disponíveis. Do ponto de vista da característica corrente-tensão, I-V, é apresentado um modelo unificado, considerando tanto o mecanismo de tunelamento, quanto o de emissão termoiônica. Nossas previsões teóricas, suportadas por alguns indicativos experimentais, sugerem que, para aplicações em fotodetecção, o uso de contatos heterodimensionais, substituindo junções metal-semicondutor convencionais, pode reduzir a corrente de escuro em pelo menos uma ordem de magnitude. / This thesis deals with the modeling of the electronic characteristics of semiconductor devices based on heterodimensional Schottky contacts, defined as contacts between a metal and a reduced dimensionality system. Specifically, this work focus on the situation in which a metal is placed in direct contact with a two dimensional electron gas located at the interface of a modulation doped heterojunction. Devices of interest are Schottky diodes as well as metal-semiconductor-metal (MSM) structures. For the capacitance-voltage characteristics a quasi two-dimensional model is developed, which yields very good agreement with available experimental results. For the current-voltage characteristics a unified model is presented, considering the tunneling as well as the thermionic emission mechanisms. Our theoretical predictions, supported by a few experimental findings, suggest that, for photodetection applications, the use of heterodimensional contacts, replacing conventional metal-semiconductor junctions, can reduce the dark current by at least one order of magnitude.

Orientador: Peter Alexander Bleinroth Schulz / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Fisica Gleb Wataghin / Made available in DSpace on 2018-09-25T12:12:53Z (GMT). No. of bitstreams: 1 MendozaLaTorre_GustavoMichel_D.pdf: 1916348 bytes, checksum: b8f5540da5d4eb35bea97f1eba1600a7 (MD5) Previous issue date: 2003 / Resumo: Neste trabalho discutimos as propriedades de transporte eletrônico não interagente em sistemas nanoscópicos de transporte balístico confinado, onde as únicas fontes de espalhamento são os potenciais de confinamento e os de impurezas controláveis geradas usando, por exemplo, a ponta de um microscópio de força atômica (AFM) ou técnicas de split gate. Dois cenários quânticos são estudados. Inicialmente, diodos de tunelamento ressonante de GaAs/AlGaAs (RTD) onde o transporte é perpendicular à interface das heteroestruturas. Além disso, dispositivos nanoscópicos feitos de gás de elétrons bidimensional de GaAs (2DEG) estruturados onde o transporte é paralelo à interface das heteroestruturas. Estes sistemas são modelados na aproximação da massa efetiva ou função envelope usando métodos de discretização numerica e funções de Green da rede (método recursivo e auto-energias) para calcular as probabilidades de transmissão através do sistema. No caso dos RTD estudamos a densidade de corrente versus voltagem usando o modelo de Esaki-Tsu em função dos parâmetros da heteroestrutura. Discutimos a emissão termiônica numa super-rede tipo diodo de dupla barreira de GaAs/AlAs sem acoplamento X- G e comparamos com o experimento. Também analizamos o mapeamento das funções de onda dos estados discretos em diodos de dupla barreira no regime de tunelamento ressonante. Para os sistemas de 2DEG estruturados, estudamos comparativamente diferentes potenciais de confinamento: quantum wire (QW), quantum point contact (QPC), open quantum dot (OQD) e alguns sistemas acoplados calculando a condutância usando a formula de Landauer-Büttiker. Nós estudamos as condições apropriadas para realizar o mapeamento das densidades de probabilidade em OQDs usando a ponta de um AFM. Também discutimos o controle das ressonâncias de Fano e estados contínuos usando o mesmo sistema perturbado. Finalmente propomos um dispositivo quântico de multiplas funções baseado numa engenharia da função de onda, usando dois ingredientes básicos: primeiro um adequado mapeamento das densidades de probabilidade e segundo, um estudo do domínio de manipulação das ressonâncias e estados contínuos / Abstract: In this work we discuss the ballistic transport properties of non-interacting electrons in confined nanoscopic system, where the sample boundaries and a controllable impurity repulsive, such as the one induced by scanning a Atomic Force Microscope tip or using split gates technique are the only source of electron sacttering. Two quantum scenary are studied: first resonant tuneling diode of GaAs/AlGaAs (RTD) where of transport is perpendicular with the interface and mesoscopic device of confined 2DEG where of transport is parallel with the interface of the heterostructures. This systems are modelated in the aproximation of effective mass or envelope function using continuous discreet and lattice Green's function (recursive and self-energy) methods, for calculate the transmission amplitudes through system. In the case of RTD, we study the current vs voltage using the Esaki-Tsu model in function of the parameters of the heterostructures. We discuss the thermionic emission across GaAs/AlAs super lattice type double-barrier quantum well structures without X- G coupled and compared with the experiment. Also, we analized the mapping of the wave functions of discreet states in RTD: double-barrier quantum well. For the systems of confined 2DEG, we study diferent confinement potentials: quantum wire (QW), quantum point contact (QPC), open quantum dot (OQD) and any systems coupled, calculate the conductance using the Landauer-B. uttiker model. We discuss the minimal conditions for wave functions mapping in OQD using the AFM tip. Also, study the tuning of Fano resonances and continuous states using the AFM tip. Finally, we propose a quantum device of multiples functions based in a wave-function engineering in quantum dots, using two ingredients basic: firts a adequate wave function mapping and second a systematic tunning of the resonant and continuous states / Doutorado / Física / Doutor em Ciências

Orientador: Marcos Roberto da Silva Tavares. / Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do ABC. Programa de Pós-Graduação em Física, 2009.

Made available in DSpace on 2014-06-12T17:38:15Z (GMT). No. of bitstreams: 2 arquivo2443_1.pdf: 4391547 bytes, checksum: 668fe7c822e6ef77af7ec08e5e691c63 (MD5) license.txt: 1748 bytes, checksum: 8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33 (MD5) Previous issue date: 2010 / Universidade Federal de Pernambuco / A engenharia de reservatórios de hidrocarbonetos oferece muitas oportunidades de aplicação de modernas técnicas de planejamento sob incertezas, tanto para o geren- ciamento quanto para o desenvolvimento de reservatórios. Recentemente, a indústria de óleo e gás tem desprendido esforços signi…cantes para desenvolver tecnologias e…- cientes de gerenciamento para a otimização da produção, principalmente as relativas a campos inteligentes. De outro lado, grandes esforços têm sido empreendidos no de- senvolvimento de metodologias para a determinação da quantidade e posicionamento ótimo dos poços; encontrar o número, a locação e o conjunto ótimo de controles, sob condições de incerteza, é um grande desa…o. Os problemas acima envolvem o controle e a otimização de funções objetivas não- lineares, como a produção acumulada de óleo (NP) e a esperança do valor presente líquido (EVPL), conjuntamente com a satisfação de restrições lineares e não lineares implícitas, físicas e econômicas. Do ponto de vista de otimização, são necessários algoritmos de otimização que sejam capazes de tratar variáveis contínuas e discretas, de resolverem milhares de variáveis de controle e de não …carem presos nos ótimos locais decorrentes de ruídos estocásticos e numéricos. Idealmente, os algoritmos não devem necessitar de derivadas, para que se possa usar os mais adequados simuladores de reservatórios disponíveis. Um dos obstáculos iniciais para o uso de diversas técnicas de planejamento sob incertezas é que os reservatórios são caracterizados geoestatisticamente. Em princípio, isso quer dizer que um número signi…cativo de realizações de propriedades do reser- vatório, tais como as petrográ…cas, devem ser simuladas. Esta dissertação estuda o comportamento de um algoritmo, e cria algumas vari- antes, pertencente a uma classe de algoritmos que faz aproximações estocásticas de gradientes por meio de diferenças randômicas simultâneas. Este estudo mostra apli- cações do SPSA na otimização de controles de vazões e de locação de poços com controle simultâneo de vazões, com e sem incertezas geológicas. Os resultados são expressivos, permitindo a solução de problemas de otimização com milhares de variáveis, e proble- mas de otimização inteiro-mista

Made available in DSpace on 2015-04-22T22:07:28Z (GMT). No. of bitstreams: 1 RICARDO_HERCULANO.pdf: 868447 bytes, checksum: 0c36ef607bb3e267e05d3dc5c7242880 (MD5) Previous issue date: 2005-02-17 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / In this work we studied the time evolution of the hole states of the valence sub-band of a heteroestructure quantum well type with effective width time periodically dependent. Although of the experimental point of view this work not to be possible, we can imagine a mechanism through which the active region of confinement is modified of periodic form. We study of detailed form the effect of the coupling (kk 6= 0), between bands HH and LH on the wave functions envelope, we analyze the probabilities of transistion in subbandas HH1 and LH1, effect this known as "mixing" of the valence subbands. To develop this study we made use of the time evolution operator applied the wave functions envelope that had been gotten by mass effective equation for the Luttinger Hamiltonian. We compare the results gotten with the results of another work, where the system evolves with constant speed, thus analyzing the differences in the evolutions. Unhappily we do not find in literature references regarding evolutions with periodic speed, what it disabled possible comparisons. / Neste trabalho estudamos a evolução temporal dos estados de buracos da banda de valência de uma heteroestrutura tipo poço quântico com largura efetiva dependente periodicamente do tempo. Apesar de, do ponto de vista experimental, este trabalho não ser possível, podemos imaginar um mecanismo através do qual a região ativa de confinamento seja alterada de forma periódica. Estudamos de forma detalhada os efeitos do acoplamento (fórmula), entre as bandas HH e LH sobre as funções de onda envelope, analisamos as probabilidades de trasição nas subbandas HH1 e LH1, efeito esse conhecido como "mixing" entre sub-bandas . Para desenvolvermos esse estudo fizemos uso do operador evolução temporal aplicado às funções de onda envelope que foram obtidas via equação de massa efetiva para o Hamiltoniano de Luttinger. Comparamos os resultados obtidos com os resultados de outros trabalhos, onde o sistema evolui com velocidade constante, analisando assim as diferenças nas evoluções. Infelizmente não encontramos na literatura referências a respeito de evoluções com velocidade periódica, o que impossibilitou possíveis comparações.