Made available in DSpace on 2014-06-12T18:08:35Z (GMT). No. of bitstreams: 2 arquivo848_1.pdf: 4379418 bytes, checksum: 21bd93be4a77a2eafed2ddc4e924f3de (MD5) license.txt: 1748 bytes, checksum: 8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33 (MD5) Previous issue date: 2011 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Por muitos anos, o estudo da sincronização se restringiu aos osciladores autônomos, com ênfase (devido aos trabalhos de Winfree e Kuramoto) nos osciladores uniformes acoplados. Recentemente, houve um interesse crescente nas oscilações globais de elementos excitáveis acoplados. Esses trabalhos em geral se dedicam a células cuja dinâmica interna é determinística e apenas o acoplamento entre elementos é ruidoso. Estudamos aqui os efeitos de um período refratário probabilístico no comportamento coletivo de elementos excitáveis de tempo discreto (autômato celular tipo SIRS). Usando análise de campo médio e simulações, mostramos que uma fase sincronizada com oscilações coletivas estáveis existe mesmo com períodos refratários nãodeterminísticos. Além disso, aumentando a intensidade de acoplamento obtemos uma transição reentrante, onde a fase sincronizada perde estabilidade. Em um regime intermediário, também observamos biestabilidade (e consequentemente histerese) entre uma fase sincronizada e uma fase ativa porém incoerente (sem oscilações). O surgimento das oscilações aparece nas equações de campo médio como uma bifurcação de Neimark-Sacker, cuja natureza (isto é, super- ou subcrítica) é determinada pelo primeiro coeficiente de Lyapunov e é relacionada com a continuidade da transição. Com isto, determinamos as fronteiras das regiões oscilante e biestável. A previsão de campo médio reproduz quantitativamente os resultados obtidos nas simulações do grafo completo, e para o grafo aleatório prevê qualitativamente a estrutura geral do diagrama de fases. Este último pode ser encontrado nas simulações através da definição de um parâmetro de ordem q, apropriado para capturar oscilações coletivas em elementos excitáveis. Revisamos brevemente outros parâmetros de ordem normalmente utilizados e mostramos (através de colapso de dados) que q satisfaz as relações de escala de tamanho finito esperadas. Por fim, expomos problemas em aberto que podem ser explorados em novos estudos

Made available in DSpace on 2016-06-02T20:16:41Z (GMT). No. of bitstreams: 1 DissAJCL.pdf: 5155816 bytes, checksum: 7914d47f38bba5be833436b28dcf039b (MD5) Previous issue date: 2001-03-23 / Universidade Federal de Minas Gerais / The search for new methods to understand the mechanisms associated to superconductivity request novel experimental techniques, as well as materials with different characteristics. In this work, we report results obtained from electron-doped superconducting samples, of the form Ln2-xCexCuO4-y (where Ln = Pr and Sm). These materials are considered high-temperature superconductors (HTS) even for their low values of the critical temperature, TC, of the order of 25 K. These materials are of great interest since they show striking properties when compared to hole-doped materials, like YBCO. Some of these interesting properties observed in electron-doped superconductors are the apparent s-wave symmetry of the order parameter, and normal-state resistivity proportional to T2, while for hole-doped, the symmetry of the order parameter is d-wave and the normal-state resistivity is proportional to T. Therefore, in this work we have performed transport and magnetic experiments on Pr2-xCexCuO4-y (PCCO), Sm2- xCexCuO4-y (SCCO) and YBa2Cu3O7-d (YBCO) thin films samples. They were prepared by Prof. Dr. Fernando M. Araújo-Moreira using pulsed laser deposition (PLD) technique during his post-doc at Center for Superconductivity Research/CSR-University of Maryland in College Park/MD/USA. Their structure was characterized by using the x-ray diffraction (XRD) and Scanning Electron Microscopy (SEM) with microanalysis (EDX-Energy Dispersive Analysis by X-ray). However, the magnetic characterization of those materials was the most important step of this work. To do that, we have built the experimental system to measure the magnetic penetration depth, ë, and the AC magnetic susceptibility, ÷. By determining the behavior of ë(T) is possible to know the symmetry of the order parameter associated to each material under investigation. The magnetic characterization of both materials was completed using a SQUID magnetometer to obtain the magnetic susceptibility data, ÷AC (T, hAC). Through these results we have obtained the average critical current density dependence with temperature, <Jc>, associated to the critical state model characteristic of each material. The experimental system, projected and constructed during this work, allows the simultaneous determination of both ë(T) and ÷(T). / A procura por métodos que levem ao entendimento do mecanismo associado ao fenômeno da supercondutividade demanda o uso de novas técnicas experimentais para dar suporte às teorias que são formuladas. Assim como o uso de materiais com características distintas que contrapõem ou ajudem a formular novos modelos. Neste trabalho de mestrado estudamos amostras supercondutoras do tipo dopadas por elétrons (electron-doped), com composição Ln2-xCexCuO4-y (onde Ln = Pr, e Sm). Eles são considerados supercondutores de alta temperatura crítica, Tc, mesmo tendo baixos valores desse parâmetro, em torno de 25 K. Atualmente, esses materiais são intensivamente estudados por apresentarem propriedades muito interessantes quando comparados a supercondutores do tipo dopados por buracos (hole-doped), tal como YBa2Cu3O7-d, também estudado neste projeto. Algumas das características anômalas observadas nos compostos do tipo Ln2-xCexCuO4-y são a aparente simetria s-wave da função de onda supercondutora e resistividade do estado normal proporcional à T2, enquanto que para os hole-doped a simetria é do tipo d-wave e a resistividade proporcional à T. Assim, neste trabalho caracterizamos elétrica (transporte) e magneticamente amostras de filmes finos de Pr2-xCexCuO4-y (PCCO), Sm2-xCexCuO4-y (SCCO) e YBa2Cu3O7-d (YBCO). Esses filmes foram fabricados pelo Prof. Dr. Fernando M. Araújo-Moreira pelo método de deposição por laser pulsado (PLD - Pulsed Laser Deposition) durante o seu pós-doutoramento no Center for Superconductivity Research/CSR-University of Maryland em College Park/MD/USA. As mesmas também foram caracterizadas estruturalmente através de difração de raios-x (XRD) e microscopia eletrônica de varredura com microanálise (MEV-EDX). Entretanto, a caracterização magnética destes materiais foi a etapa mais relevante deste projeto, para a qual projetamos e construímos o sistema experimental. Através da análise numérica dos dados experimentais, obtidos de medidas de mútuaindutância, determinamos a dependência da profundidade de penetração magnética com a temperatura para ambos os tipos de supercondutores, dopados por elétrons ou buracos. A construção da estação experimental para determinação de ë(T) foi um dos principais objetivos desse projeto. O comportamento de ë(T) permite obter importantes conclusões sobre a simetria da função de onda desses supercondutores. Para completar a caracterização magnética de ambos os tipos de amostras, analisamos a dependência com a temperatura da densidade de corrente crítica média, <JC>, associada com o modelo de estado crítico (CSM do inglês Critical State Model) característico de cada tipo de material. Nesse caso, estudamos os dados de susceptibilidade magnética, ÷AC (T, hAC), obtidos pelo uso de um Magnetômetro SQUID. O sistema experimental projetado e montado, como parte deste trabalho de mestrado, possui uma versatilidade que permite determinar ambas grandezas, ÷(T) e ë(T), dos materiais estudados.

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / Experimental data show that the dissolved impurities of the Mn presents a magnetic moment when substitute the Ni atom in pseudoquaternary borocarbide Y (Ni(1−x)Mx)2B2C, this is not observed if the impurities are Fe and Co. In this work we do a theoretical study of the superconducting order parameter variation and a possible formation of impurities magnetic moment to T < Tc. We have used the LAPW method, based in Density Functional Theory, to calculate the density of state of pure compound. To describe the superconductor system it was used the attractive Hubbard model. To describe the effects of the disorder induced by the dissolved impurities was used the coherent potential approximation. Using the Nambu s formalism to represent the Hamiltonian and the Green s functions of the effective medium (g) and of the perturbed system (G), we calculate the magnetic moment of the impurities from the diagonal terms and the variation of the order parameter from the off-diagonal one. The calculated date to magnetic moment show a qualitative agreement with the experimental results to Mn impurities. To the Fe and Co cases no magnetic moment was observed, in agreement with the experimental results too. The calculated order parameter shows a decrease with concentration to the Mn and Fe atoms. We investigate, through of the a calculation first principles (LAPW), the possible formation of the magnetic moment in this compound to concentration of 25 and 12.5%. The obtained results show that to concentration of 25%, both the impurities, Mn and Fe, presents a magnetic moment. The magnetization on the Co site was small when compared with the above cases. In this way we conclude that the Co atom not present a magnetic moment in this system. / Medidas experimentais mostram que impurezas de Mn formam momento magnético quando substituem o Ni no borocarbeto pseudoquaternário Y (Ni(1−x)Mx)2B2C, enquanto que as impurezas de Fe e de Co não exibem tal comportamento. Neste trabalho foi feito um estudo teórico da variação do parâmetro de ordem supercondutor e da possível formação de momento magnético nos sítios dessas impurezas para T < Tc. Para isso, utilizamos o m´etodo LAPW, baseado na Teoria do Funcional da Densidade, para calcular a densidade de estados do composto puro. Para descrever o sistema supercondutor foi utilizado o modelo de Hubbard atrativo. Os efeitos de desordem induzidos pela adição de impurezas de metais de transição M no material, foram tratados dentro da aproximação do potencial coerente. Usando o formalismo de Nambu para representar o hamiltoniano e as funções de Green associadas aos propagadores do sistema efetivo (g) e do sistema perturbado (G), calculamos o momento magn´etico das impurezas através dos termos diagonais e as variações do parâmetro de ordem efetivo a partir do termo fora da diagonal. Os resultados obtidos comprovam o que é observado experimentalmente, ou seja, o Mn forma momento magn´etico que aumenta com a concentração, enquanto que nas impurezas de Fe e Co nenhuma magnetização foi observada. Além disso, o parâmetro de ordem diminui com a concentração de Mn e Fe. Além desse estudo, também investigamos, através de um cálculo de primeiros princípios (LAPW), a possível formação de momento magnético neste composto para concentrações de 25 e 12.5%. Os resultados obtidos mostraram que para x = 25%, tanto as impurezas de Mn quanto as de Fe, apresentaram um momento magnético. A magnetização no síıtio do Co foi bastante pequena comparada com as duas anteriores e dessa forma pode-se concluir que esta impureza não forma momento quando diluída neste sistema.

Made available in DSpace on 2015-05-14T12:14:00Z (GMT). No. of bitstreams: 1 parte1.pdf: 2310445 bytes, checksum: 3cfca25ce861a7301fea8d5aa8526310 (MD5) Previous issue date: 2011-02-28 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / In this work, we study the collective behaviour of living systems whose aggregates form organized groups such as flocks of birds, herds of mamals and schools of fishes. Through numerical simulations, we model the collective movement of a school of fishes using behavioural rules similar to the ones proposed by Couzin et al. [23], that investigates the spatial dynamics of animals groups. The model presents three interaction zones: repulsion, orientation and attraction. Our results for the distributions of nearest neighbour distance, the diference of orientation between the velocities of neighbour fishes and the cooperativeness of the school are in good agreement with experimental measurements. A simpler way to describe the collective motion of several groups of organisms was introduced by Vicsek et al. [10]. This model presents only one interaction region, called orientation zone and considers point particles moving off lattice at constant speed adjusting their direction of motion to that of the average velocity of their neighbors, being subject to some noisy term. A second-order transition between an ordered state and a disordered regime was found. However, Gregoire and Chate [12] contest the nature of such phase transition as being of first order. Indeed, this transition is related to the way of introducing the noise into the system. In this sense, we present a comparative study on noise in two system of self-propelled particle (Vicsek model and Gregoire model) with the aim of understanding the role of the noise on some observables such as polarization, distributions of the nearest neighbour distances, difference of orientations between neighbour particles, the order parameter and the Binder cumulant. / Neste trabalho, estudamos o comportamento coletivo de sistemas vivos cujos agregados formam grupos organizados tais como bandos de pássaros, rebanhos de mamíferos e cardumes de peixes. Através de simulações numéricas, modelamos o movimento coletivo de cardumes de peixes usando regras comportamentais similares áquelas propostas por Cousin et al.[23], que investigam a dinâmica espacial de grupos de animais. O modelo apresenta três zonas de interação: repulsão, orientação e atração. Nossos resultados para as distribuições das distâncias entre vizinhos mais próximos, a diferença de orientação entre as velocidades de peixes vizinhos e a cooperatividade do cardume estão de bom acordo com medidas experimentais. Uma maneira mais simples para descrever o movimento coletivo de vários grupos de organismos foi introduzido por Vicsek et al. [10]. Este modelo apresenta somente uma região de interação, chamada zona de orientação e considera partículas pontuais movendo na rede com uma velocidade constante ajustando sua direção de movimento à velocidade média de seus vizinhos, estando sujeita a algum termo ruidoso. Uma transição de segunda ordem entre um estado ordenado e um regime desordenado foi encontrado. Porém, Gregoire e Chaté [12] contestam a natureza da transição de fase como sendo de primeira ordem. Na verdade, está transição está relacionada à forma de introduzir o ruído no sistema. Neste sentido, apresentamos um estudo comparativo sobre o ruído em dois sistemas de partículas auto-propelidas (modelo de Vicsek e modelo de Gregoire) com o objetivo de compreender o papel do ruído em alguns observáveis tais como a polarização, distribuições das distâncias entre vizinhos mais próximos, diferença de orientação entre partículas vizinhas, o parâmetro de ordem e o cumulante de Binder.