CASTRO JUNIOR, Manoel Carvalho. Transições de fase em perovskitas politípicas. 2013. 153 f. Tese (Doutorado em Física) - Programa de Pós-Graduação em Física, Departamento de Física, Centro de Ciências, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2013. / Submitted by Edvander Pires (edvanderpires@gmail.com) on 2015-10-29T18:31:41Z No. of bitstreams: 1 2013_tese_mccastrojunior.pdf: 7600147 bytes, checksum: e5ee8745b29672a07d4666c3a0c48753 (MD5) / Approved for entry into archive by Edvander Pires(edvanderpires@gmail.com) on 2015-11-03T19:46:16Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2013_tese_mccastrojunior.pdf: 7600147 bytes, checksum: e5ee8745b29672a07d4666c3a0c48753 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-11-03T19:46:16Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2013_tese_mccastrojunior.pdf: 7600147 bytes, checksum: e5ee8745b29672a07d4666c3a0c48753 (MD5) Previous issue date: 2013 / In this thesis, vibrational spectroscopy was used to investigate the structural transitions of polytypic perovskites. Representative compounds of two polytypes were studied: the multiferroic 3C-type perovskite Pb(Fe1/2Nb1/2)O3 (PFN) and the 6H-type perovskites Ba3B2+Sb2O9 (B = Mg, Ca e Sr). Based on anomalies or deviations from normal behavior of the adjustable parameters of the temperature dependence of the phonon spectra of these compounds, it was possible to identify structural transformations. In PFN, it was observed, evidences of two transitions between ferroelectric phases, in addition to a transition between different magnetic ordering states (paramagnetic → antiferromagnetic) and different polar states (paraelectric → ferroelectric). These results provide stronger evidences than previous Raman Spectroscopy reports in literature due to a better resolution, which allowed us to observe, for example, a new phonon at the Néel temperature. In the case of the 6H perovskites, besides to the usual observation of temperature dependence of the phonon spectra, which provides evidences of the transition of a hexagonal to monoclinic phase at 140 K in the Ba3MgSb2O9 (BMS) and of a monoclinic to triclinic phase at 240 K in the Ba3MgSb2O9 (BCS), we classify the phonons of the three compounds using two methods. First we applied the Hartree-Fock ab-initio method to calculate the normal modes of the Sb2O9 dimer; and assuming that the unit cell of BMS is constituted of Sb2O9 dimers and isolated ions of Ba and Mg, we correlate, using group theory methods, the calculated modes of Sb2O9 with the internal modes of BMS. Later we used the FG Wilson method to confirm the previous results, being obtained a good agreement between the two methods. / Nesta tese a espectroscopia vibracional foi empregada para investigar as transições estruturais de perovskitas politípicas. Compostos representativos de dois polítipos foram estudados: a perovskita multiferróica tipo 3C Pb(Fe1/2Nb1/2)O3 (PFN) e as perovskitas tipo 6H Ba3B2+Sb2O9 (B = Mg, Ca e Sr). A partir de anomalias ou desvios do comportamento normal dos parâmetros ajustáveis com a temperatura do espectro de fônons destes compostos foram identificadas transformações estruturais. No PFN foram observados indícios de duas transições entre fases ferroelétricas, além de uma transição entre diferentes fases de ordenamento magnético (estado paramagnético → estado antiferromagnético) e uma transição entre um estado paraelétrico e um ferroelétrico. Estes resultados são expostos de forma bem mais clara do que em trabalhos de espectroscopia Raman anteriormente informados na literatura, devido a melhor resolução obtida, o que propiciou até a observação da origem de um novo modo no entorno da temperatura de Néel. Nas perovskitas 6H, além da observação usual do comportamento dos fônons em função da temperatura, o que rendeu a observação da transição de uma fase hexagonal para uma fase monoclínica em 140K no Ba3MgSb2O9 (BMS) e de uma fase monoclínica para uma fase triclínica em 240 K no Ba3MgSb2O9 (BCS), procurou-se classificar os fônons dos três compostos utilizando dois métodos computacionais. Primeiramente utilizou- se o método ab initio de Hartree-Fock para calcular os modos normais do dímero Sb2O9; e assumindo que a célula unitária do BMS é formada de dímeros Sb2O9 e íons isolados de Ba e Mg, conseguiu-se correlacionar, utilizando teoria de grupos, os modos calculados do Sb2O9 com os modos internos do BMS. Posteriormente utilizou-se o método FG de Wilson para corroborar os resultados anteriormente obtidos, sendo observado um bom acordo entre ambos métodos.

In the present work, we study the effects of external fields and surfaces on liquid-crystalline systems. Initially, we investigate the effects caused by the addition of ferroelectric nanoparticles in a nematic liquid crystal. Using the technique of molecular dynamics simulation, we estimate the density of liquid crystal molecules, the orientational order parameter, and the polar and azimuthal angle profiles as a function of the distance to the center of the immersed nanoparticle for different temperatures of the system. We observe that the presence of ferroelectric nanoparticles enhance the nematic order of the liquid-crystalline medium changing many properties above the transition temperature Tn — Iso. In the second moment, we determine the interaction mediated by elastic deformations between colloidal nanoparticles adsorbed on the surface of free-standing smectic films. In these films, the elastic-mediated force between the adsorbed particles have a long-range character, which contrasts with the character of short-range in films on a solid substrate. The study of phase transitions and critical phenomena in free-standing smectic films has been a subject of many theoretical and experimental works. The McMillan-Miranstsev mean-field approach was used to show that the additional orientational order imposed by the surface anchoring stabilizes the surface-induced smectic siSmA and nematic N phases, leading to he collapse of the tricritical point and to the emergence of a critical end point. Usually strongly anchored free-standing smectic exhibit a stepwise reduction in the thickness when the temperature is raised above the smectic-isotropic bulk transition temperature. In this study, we demonstrate that a layer trinning transition, induced by and external field, can occur in smectic films with negative dielectric anisotropy even below the bulk transition temperature. Using an extended McMillian's model, we show that when the field increases above the bulk transition field, the film thickness reduction is well described by a power law. / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / No presente trabalho, estudamos os efeitos de superfícies e campos externos em sistemas líquido-cristalinos. Inicialmente, investigamos os feitos causados pela adição de nanopartículas ferroeléticas em um cristal líquido nemático. Utilizando a técnica de simulação por dinâmica molecular, estimamos a densidade de moléculas do cristal líquido, o parâmetro de ordem orientacional e os perfis dos ângulos polar e azimutal em função da distância ao centro da nanopartícula imersa. Foram consideradas diferentes temperaturas do sistema. Pudemos observar que a presença das nanopartículas ferroelétricas favorece a ordem nemática do meio líquido-cristalino, alterando muitas propriedades do meio acima da temperatura de transição Tn-Iso. Num segundo momento, determinamos a interação, mediada por deformações elásticas, entre nanopartículas coloidais adsorvidas em filmes esméticos livremente suspensos. Nesses filmes, a força de interação entre as partículas adsorvidas tem um caráter de longo alcance, o que contrasta com o comportamento de curto alcance em filmes sobre um substrato sólido. O estudo das transições de fase e fenômenos críticos em filmes esméticos livremente suspensos têm sido objeto de estudo de vários trabalhos teóricos e experimentais. Dentro desse contexto, nós estudamos a transição de fases esmética-nemática (SmA — N) que ocorre no centro de um filme livremente suspenso sujeito a um forte ancoramento superficial, promovido pelo gás ao seu redor. A aproximação de campo médio de McMillan-Mirantsev foi utilizada para mostrar que a ordem orientacional, imposta pelo ancoramento superficial, estabiliza as fases esmética induzida pela superfície (siSmA) e nemática (N), levando ao colapso do ponto tricrítico e ao aparecimento de um ponto crítico terminal. Usualmente, filmes esméticos livremente suspensos e fortemente ancorados apresentam uma redução camada por camada na espessura quando a temperatura aumenta acima da temperatura da transição esmético-isotrópico. Nesse trabalho, nós demostramos que uma transição por redução de camadas, induzida por um campo externo, pode ocorrer em filmes esméticos com anisotropia negativa, mesmo em temperaturas abaixo da temperatura de transição do bulk. Utilizando o mesmo modelo extendido de McMillan, nós mostramos que quando o campo cresce acima do valor do campo crítico, a redução da espessura do filme é bem descrita por uma lei de potência.

HOLANDA, Rocicler Oliveira. Propriedades Vibracionais da L-glutamina sob altas pressões e sob altas temperaturas. 2010. 111 f. Dissertação (Mestrado em Física) - Programa de Pós-Graduação em Física, Departamento de Física, Centro de Ciências, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2010. / Submitted by Edvander Pires (edvanderpires@gmail.com) on 2014-10-31T20:09:36Z No. of bitstreams: 1 2010_dis_roholanda.pdf: 1963652 bytes, checksum: b1d0b8f88faf6a82caf2e15bc7df0c81 (MD5) / Approved for entry into archive by Edvander Pires(edvanderpires@gmail.com) on 2014-10-31T21:07:50Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2010_dis_roholanda.pdf: 1963652 bytes, checksum: b1d0b8f88faf6a82caf2e15bc7df0c81 (MD5) / Made available in DSpace on 2014-10-31T21:07:50Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2010_dis_roholanda.pdf: 1963652 bytes, checksum: b1d0b8f88faf6a82caf2e15bc7df0c81 (MD5) Previous issue date: 2010 / In this work, crystals of l-glutamine (C5H10N2O3) were subjected to analysis by Raman spectroscopy. Initially there was a identification attempt of all Raman bands and a second step we obtained the spectra of material ranging from the thermodynamic parameters of hydrostatic pressure and temperature. The spectral region for the experiments as a function of hydrostatic pressure was between 40 cm-1 and 3550 cm-1 and the variation of pressure between 0 GPa and 5.8 GPa. The results show that the crystal of l-glutamine undergoes a transition reversible structural phase around 3.0 GPa. Measures in function of temperature were made at two different biases in the spectral region between 30 cm-1 and 3600 cm-1 and in the temperature range between 20 °C and 140 °C. The results as a function of temperature does not provide evidence that the crystal of l-glutamine undergoes a transition phase or conformational changes in their molecules in the unit cell. / Neste trabalho, cristais de l-glutamina (C5H10N2O3) foram submetidos à análises através da técnica de espectroscopia Raman. Inicialmente realizou-se uma identificação tentativa de todas as bandas Raman e em uma segunda etapa obteve-se os espectros do material variando os parâmetros termodinâmicos de pressão hidrostática e temperatura. A região espectral para os experimentos realizados em função da pressão hidrostática esteve entre 40 cm-1 e 3550 cm-1 e a variação da pressão entre 0 GPa e 5,8 GPa. Os resultados mostram que o cristal de l-glutamina sofre uma transição de fase estrutural reversível em torno de aproximadamente 3,0 GPa. As medidas em função da temperatura foram realizadas em duas polarizações distintas na região espectral entre 30 cm-1 e 3600 cm-1 e no intervalo de temperatura entre 20°C e 140°C. Os resultados obtidos em função da temperatura não apresentam indícios de que o cristal de l-glutamina sofra uma tansição de fase ou mudanças conformacionais em suas moléculas na célula unitária.

MAIA, José Robson. Estudo do L-histidinato de niquel (II) monohidratado sob condições extremas de temperatura e pressão por Espectroscopia Raman. 2014. 106 f. Tese (Doutorado em Física) - Programa de Pós-Graduação em Física, Departamento de Física, Centro de Ciências, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2014. / Submitted by Edvander Pires (edvanderpires@gmail.com) on 2014-10-31T20:27:09Z No. of bitstreams: 1 2014_tese_jrmaia.pdf: 4019401 bytes, checksum: 420b482ed2b28ebe5d6b391e56123ee8 (MD5) / Approved for entry into archive by Edvander Pires(edvanderpires@gmail.com) on 2014-10-31T21:08:22Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2014_tese_jrmaia.pdf: 4019401 bytes, checksum: 420b482ed2b28ebe5d6b391e56123ee8 (MD5) / Made available in DSpace on 2014-10-31T21:08:22Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2014_tese_jrmaia.pdf: 4019401 bytes, checksum: 420b482ed2b28ebe5d6b391e56123ee8 (MD5) Previous issue date: 2014 / In this work bis(L-histidinato)nikel(II) Monohydrate crystals were obtained by slow evaporation method using 1 mol of NiCl2.6H2O, 2 mols of L-histidine and NaOH. Reitveld refinement of X-ray data confirmed the structure. Raman modes obtained at ambient conditions of pressure and temperature were assigned by comparison with results on similar materials and by density functional theory DFT calculations. PED (potential energy distribution) is also present. Raman spectroscopy measurements were performed from room temperature up to 150 oC in the 50- 3500 cm-1 spectral range. For temperatures higher than 125 oC the modes related with the water stretching disappeared as well as the lattice modes disappeared indicating a phase transition undergone by the crystal. DSC experiments support this assumption. By decreasing temperature up to 18 K in the 40-3500 cm-1 spectral range it was observed modifications only in internal modes, so we believe that some conformational change has been occurred in the molecules of bis(L-histidinate)nikel(II) Monohydrate. High pressure experiments were performed from ambient pressure up to 9,5 GPa in the 50-3500 cm-1 spectral range. Disappearance of modes between 0,4 and 0,8 GPa was interpreted as evidences of a structural phase transition undergone by the crystal. A second set of modifications in the spectra indicates other phase transition experienced by the crystal between 2,6 and 3,2 GPa. The spectrum obtained the realizing pressure points out to the irreverbility of the phase transitions. / Neste trabalho cristais de L-histidinato de níquel (II) monohidratado (Ni(C6H8N3O2)2.H2O) foram obtidos por meio da evaporação lenta do solvente de uma solução saturada de 1 mol de NiCl2.6H2O, 2 mols de L-histidina mais NaOH. Após a obtenção da amostra a confirmação da estrutura deu-se por refinamento do Reitveld. A classificação dos modos vibracionais à temperatura e pressão ambiente foi realizada por comparação com outros materiais e através de cálculos de teoria da densidade do funcional DFT. A distribuição da energia potencial (PED) também foi calculada. Experimentos de espectroscopia Raman variando a temperatura desde a temperatura ambiente até 150 0C, foram realizadas no cristal de L-histidinato de níquel (II) monohidratado no intervalo espectral entre 50 e 3500 cm-1. Para temperaturas superiores a 125 0C o desaparecimento e surgimento de modos na região dos modos da rede bem como na região dos modos internos indicam uma transição de fase estrutural no L-histidinato de níquel (II) monohidratado devido à saída de água. A transição é irreversível pois o espectro obtido após a amostra retornar a temperatura ambiente é bem diferente daquele obtido no início do experimento. Experimentos de DSC corroboram com o experimento de espectroscopia Raman pois indicam a saída da molécula de água do cristal de L-histidinato de níquel (II) monohidratado no valor de temperatura de 140 0C, e ainda perda de massa de água na mesma temperatura (140 0C), relatada pela curva de TG. Nos experimentos de espectroscopia Raman a baixas temperaturas a amostra de L-histidinato de níquel (II) monohidratado foi resfriada desde a temperatura ambiente até 18 K no intervalo espectral de 40 a 3500 cm-1. Observou-se o surgimento de alguns modos internos, porém, como não evidenciou-se mudanças nos modos externos supomos que o material deva sofrer apenas uma mudança conformacional. Os experimentos de espectroscopia Raman a altas pressões foram realizados no intervalo de pressão entre 0,1 e 9,5 GPa, em um intervalo espectral de 50 a 3500 cm-1. Com o aumento da pressão percebe-se o desaparecimento de modos indicando uma transição de fase estrutural entre 0,4 e 0,8 GPa. Aumentando-se ainda mais a pressão observa-se o surgimento de três modos em torno da frequência de 50 cm-1 no intervalo de pressão entre 2,6 e 3,2 GPa. Estas mudanças indicam uma segunda transição de fase estrutural da amostra de L-histidinato de níquel (II) monohidratado. O espectro obtido após a descompressão é idêntico aquele do início do experimento indicando reversibilidade da transição.

RÊGO, Fellipe dos Santos Campêlo. Medidas de Espectroscopia Raman em cristais de DL-Valina a altas pressões. 2015. 72 f. Dissertação (Mestrado em Física) - Programa de Pós-Graduação em Física, Departamento de Física, Centro de Ciências, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2015. / Submitted by Edvander Pires (edvanderpires@gmail.com) on 2015-04-16T18:32:26Z No. of bitstreams: 1 2015_dis_fscrego.pdf: 15205692 bytes, checksum: d8dfd928800e9bd0e7d450a8ae193269 (MD5) / Approved for entry into archive by Edvander Pires(edvanderpires@gmail.com) on 2015-04-16T18:33:40Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2015_dis_fscrego.pdf: 15205692 bytes, checksum: d8dfd928800e9bd0e7d450a8ae193269 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-04-16T18:33:40Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2015_dis_fscrego.pdf: 15205692 bytes, checksum: d8dfd928800e9bd0e7d450a8ae193269 (MD5) Previous issue date: 2015 / In this work, we present a study of the Raman scattering of DL-valine crystals (C5H11NO2) at room temperature under high hydrostatic pressures conditions using the spectral range of 40-3200 cm-1. Based on previous studies using Raman spectroscopy on crystals of DL-valine and other amino acids such as L-valine, L-isoleucine and L- asparagine, we proposed the classification of the bands in different vibration modes. The Raman spectrum obtained as function of pressure suggests that DL-valine suffered two structural phase transitions by 19,4 GPa. The first transition phase of between 1,4 GPa and 1,8 GPa where we observed the disappearance of three modes, one network mode and two internal modes classified as rocking of NH3+ and symmetric stretching of CH3, vs (CH3). The second phase transition of between 7,8 GPa and 8,8 GPa, where we observe the unfolding of a network mode, the disappearance of the internal mode associated with skeletal deformation, d(esk) and the splitting designated as CH2, v(CH2). / Neste trabalho, apresentamos um estudo de espalhamento Raman em cristais de DL-valina (C5H11NO2) à temperatura ambiente e sob condições de altas pressões hidrostáticas, no intervalo espectral de 40 cm-1 a 3200 cm-1. Baseando-se em estudos anteriores sobre espectroscopia Raman em cristais de DL-valina e de outros aminoácidos, tais como, L-valina, L-isoleucina e L-asparagina, propusemos uma classificação das bandas em diversos modos de vibração. Os espectros obtidos, por espectroscopia Raman, em função da pressão sugerem que a DL-valina sofreu duas transições de fase estruturais até 19,4 GPa. A primeira transição de fase entre 1,4 GPa e 1,8 GPa onde foi observado o desaparecimento de três modos, um modo de rede e dois modos internos classificados como rocking do NH3+, r(NH3+), e estiramento simétrico do CH3, vs (CH3). A segunda transição de fase entre 7,8 GPa e 8,8 GPa, onde foi observado o desdobramento de um modo de rede, o desaparecimento de um modo interno associado a uma deformação do esqueleto da molécula, d(esq) e a divisão de um modo designado como estiramento do CH2, v(CH2).

ABAGARO, Bruno Tavares de Oliveira. Propriedades vibracionais de cristais de DL-leucina e L-prolina monohidratada submetidos a altas pressões. 2012. 116 f. Tese (Doutorado em Física) - Programa de Pós-Graduação em Física, Departamento de Física, Centro de Ciências, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2012. / Submitted by Edvander Pires (edvanderpires@gmail.com) on 2015-05-20T18:43:46Z No. of bitstreams: 1 2012_tese_btoabagaro.pdf: 5633012 bytes, checksum: 021da558210c7a87a4904feee0d9a2b0 (MD5) / Approved for entry into archive by Edvander Pires(edvanderpires@gmail.com) on 2015-05-22T20:06:05Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2012_tese_btoabagaro.pdf: 5633012 bytes, checksum: 021da558210c7a87a4904feee0d9a2b0 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-05-22T20:06:05Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2012_tese_btoabagaro.pdf: 5633012 bytes, checksum: 021da558210c7a87a4904feee0d9a2b0 (MD5) Previous issue date: 2012 / We studied the stability of two types amino acid crystal: a racemic crystal, DL-leucine (C6H13NO2); and a chiral one; L-proline monohydrate (C5H9NO2.H2O). Both were subjected to high pressures. The structural properties at ambient conditions (with the hydrogen-bonds data) of each crystal type were presented. For the DL-leucine crystal, polarized Raman scattering measurements were made in three different scattering geometries. The classification of the normal modes of vibration was made in terms of representations of irreducible factors groups Ci (for the crystal of DL-leucine) and C2 (crystal of L-proline monohydrate). Based on studies already carried out previously, tentative assignments were proposed for the Raman bands observed for the two crystals. The high pressure Raman experiments were performed in a diamond anvil cell using mineral oil as pressure media. For the DL-leucine crystal, the maximum pressure was studied up to about 5 GPa. Among the various observed effects, we found the discontinuity of the wavenumber versus pressure curves between 2.4 and 3.2 GPa, both for the region of the external modes as for region of internal modes, particularly remarkable. These effects were interpreted as resulting from a gradual change of the molecular conformation of leucine molecules in the unit cell, culminating with change of hydrogen bonds in the interval where the phase transition is observed. This behaviour suggests that the DL-leucine crystal is more stable than the chiral L-leucine in the sense that while the former presents only one phase transition, the latter presents at least two different transitions in the same pressure range considered. For the L-proline monohydrated crystal, which was subject to pressures up to about 8.0 GPa, several induced effects by this thermodynamic parameter were observed in the Raman spectra, such as the appearance and disappearance of bands, discontinuities in the wavenumber versus pressure curves in the regions of external and internal modes and intensity relative changes. These changes point to the fact that between (i) 1.1 e 1.7 GPa and (ii) 4.5 e 5.0 GPa, this hydrated crystal undergoes phase transitions accompanied by conformational molecular changes in the unit cell. / Neste trabalho, estudou-se a estabilidade de dois tipos de cristais de aminoácidos: um cristal racêmico; DL-leucina (C6H13NO2) e um quiral; L-prolina monohidratada (C5H9NO2.H2O), ambos submetidos a altas pressões. As propriedades estruturais em condições ambientes (com dados sobre as ligações de hidrogênio) de cada tipo de cristal foram apresentadas. Para o cristal de DL-leucina foram feitas medidas de espectrosocopia Raman polarizada em três diferentes geometrias de espalhamento. A distribuição dos modos normais de vibração foi feita em termos das representações irredutíveis dos grupos fatores Ci (para o cristal de DL-leucina) e C2 (cristal de L-prolina monohidratada). Foram propostas classificações tentativas para as bandas Raman observadas para os dois cristais, tendo como base estudos já realizados anteriormente. Os experimentos de espalhamento Raman sob altas pressões foram realizados em uma câmara de bigornas de diamantes utilizando-se óleo mineral como meio compressor. No caso do cristal de DL-leucina, a pressão máxima estudada foi de, aproximadamente, 5 GPa. Entre os diversos efeitos observados, destaca-se a descontinuidade das curvas de número de onda versus pressão entre 2,4 e 3,2 GPa, tanto para a região dos modos externos quanto para a região dos modos internos. Os efeitos foram interpretados como sendo decorrentes de uma mudança gradual de conformação das moléculas de leucina na célula unitária do cristal, culminando em uma mudança nas ligações de hidrogênio no intervalo onde a transição de fase foi observada. Esse comportamento sugere que o cristal de DL-leucina é mais estável sob altas pressões que o seu correspondente quiral, considerando que o cristal de L-leucina, o qual apresentou pelo menos duas transições de fase no mesmo intervalo de pressão considerado. Em relação ao cristal de L-prolina monohidratada, submetido a pressões de até cerca de 8,0 GPa, diversos efeitos induzidos por esse parâmetro termodinâmico nos espectros Raman foram observados, como o surgimento e desaparecimento de bandas,descontinuidades nas curvas de número de onda versus pressão nas regiões dos modos externos e internos, bem como mudanças de intensidade relativa. Essas modificações sugerem que entre (i) 1,1 e 1,7 GPa e (ii) 4,5 e 5,0 GPa, esse cristal hidratado sofre transições de fase acompanhadas por mudanças conformacionais das moléculas na célula unitária.

Misturas liotrópicas de laurato de potássio (KL)/ sulfato de potássio (K2SO4)/ álcool (CnH2n+1OH)/ água (H2O) apresentam fases no estado líquido cristalino nemático. Essas fases nemáticas foram colesterizadas através da adicão do agente quiral brucina à mistura. Este estudo foi realizado mantendo as frações molares de todos os constituintes das misturas constantes e variando o comprimento da mol´ecula de álcool entre oito (1-octanol) e dezesseis (1-hexadecanol) átomos de carbono. Três fases colestéricas foram identificadas: ChD (colestérica discótica), ChB (colestérica biaxial) e ChC (colestérica calamítica). O diagrama de fases foi construído em função do número de átomos de carbono n na molécula do álcool. As transições entre as fases colestéricas foram investigadas por medições das birrenfringências ópticas usando microscopia óptica de luz polarizada. As misturas com 9 n 12 apresentaram as três fases colestéricas como função da temperatura e uma região de crossover entre as fases ChD e ChB, com comprimento de correlação a temperatura nula maior do que as dimensões micelares típicas. Misturas com n=8 e n=13 apresentaram transição de fase de primeira ordem entre as fases ChD e ChC, sem a presença da fase ChB intermediária a elas. As misturas com n=14, 15 e 16 apresentaram somente a fase ChC como função da temperatura. Os resultados foram interpretados como consequência da nanosegregação das moléculas de álcool nas micelas com relação às moléculas do anfifílico principal. / Lyotropic mixtures of potassium laurate (KL)/ potassium sulphate (K2SO4)/ alcohol (CnH2n+1OH)/ water (H2O) present nematic liquid crystal phases. These nematic phases were cholesterized by the doping of the mixtures with the chiral agent brucine. This study was conducted by keeping constant the molar fractions of all constituents of the mixtures and varying the length of the alcohol molecule between eight (1-octanol) and sixteen (1-hexadecanol) carbon atoms. Three cholesteric phases were identified: ChD (discotic cholesteric), ChB (biaxial cholesteric), and ChC (calamitic cholesteric). The phase diagram was constructed as a function of the number of carbon atoms n in the alcohol molecule. The cholesteric-cholesteric phase transitions were investigated by measurements of the optical birefringences via polarized light microscopy. The mixtures with 9 n 12 presented the three cholesteric phases as a function of temperature and a crossover between the ChD and ChB phases, with a bare correlation length larger than the typical micellar dimensions. Mixtures with n =8 and n =13 exhibited first order phase transitions among the ChD and the ChC phases, without the presence of the intermediate ChB phase. Mixtures with n =14, 15 and 16 showed only the ChC phase as a function of temperature. These results were interpreted as a consequence of the nanosegregation of the alcohol molecules in the micelles with respect to the main amphiphilic molecules.

Nesta dissertação, mostramos as primeiras aplicações do recém criado Anstz do Produto Matricial [8] na solução exata das matrizes de transferência associadas a modelos de vértices. A integrabilidade dos modelos é obtida diagonalizando-se a matriz de transferência diagonal-para-diagonal. Foram estudados duas classes de modelos. Na primeira delas introduzimos novos modelos de vértices, que denominamos de modelos de 5 vértices interagentes. Nestes modelos os vértices além das interações usuais de vizinhos próximos, dadas pela regra do gelo, possuem também interações de natureza repulsiva ao longo da diagonal. O famoso modelo de 6 vértices é obtido num limite particular deste novo modelo. O espectro da matriz de transferência, analogamente ao que acontece no ansatz de Bethe tradicional é dado em termos de solução de equações não lineares. Um estudo analítico e numérico destas equações foi feito para o modelo de 6 vértices que está contido nesta primeira classes de modelos. Tais resultados, juntamente com as idéias de invariância conforme, nos permitiram estudar o modelo em seu regime crítico. A segunda classe de modelos que estudamos foram os modelos de 10 vértices que satisfazem às regras do gelo. Obtivemos todos os possíveis modelos exatamente integráveis desta classe, reobtendo resultados da literatura bem como novos resultados. / In this dissertation we present the first application of a recent introduces Matrix Product Ansatz [8], in the exact solution of the transfer matrices associated to vertex models. The exact integrability is obtained through the diagonalization of the diagonal-to-diagonal transfer matrix. We studied two classes of models. In the first one we introduced new vertex models, that we call as interacting 5 vertex models. On these models beyond the nearest-neighbor interactions among the vertices, imposed by the ice rule, they also have repulsive interactions along the diagonal. The famous 6-vertex model is just a special case this class of models. The eigenspectrum of this transfer matrix, analogously as in the traditional Bethe ansatz, is obtained in terms of the roots of nonlinear equation. An analytical and numerical study of these equations we done on the first class. These results together with the machinery coming from conformal invariance allow us the study the model on its critical region. The second class of models we considered were the 10 vertex models that satisfy ice rules we obtained all the possible exact integrable models on this class, rederiving earlier results on the literature as were producing new ones.

CoordenaÃÃo de AperfeÃoamento de Pessoal de NÃvel Superior / No presente trabalho investigamos as propriedades do composto multiferrÃico Bi5FeTi3O15 (BFTO) em funÃÃo da temperatura e pressÃo atravÃs das tÃcnicas de espectroscopia Raman e infravermelho (IR). Os modos Raman observados em baixa frequÃncia estÃo relacionados com os Ãtomos de Bi no sÃtio A. Os modos em alta frequÃncia estÃo relacionados à deformaÃÃo e estiramento dos octaedros (Ti/Fe)O6. A anÃlise do espectro a baixas temperaturas mostrou que os modos nÃo apresentam mudanÃas em seu comportamento exceto por uma tendÃncia a degenerescÃncia apresentada pelo material devido à agitaÃÃo tÃrmica. TambÃm foi possÃvel observar que o antiferromagnetismo à estÃvel e mantido pela interaÃÃo spin-fÃnon. O espectro Raman em funÃÃo de altas temperaturas mostrou divergÃncia em relaÃÃo aos resultados reportados na literatura anteriormente, bem como uma transiÃÃo de fase intermediÃria por volta de 800 K evidenciada pelo comportamento soft mode do modo em 27cm-1. Os espectros Raman em funÃÃo da pressÃo sugerem que o BFTO sofre transiÃÃes de fase em torno 1,0 GPa, 2,0 GPa, 3,0 GPa, 7,5 GPa e 10,5 GPa. / In this work we investigate the properties of the multiferroic compound Bi5FeTi3O15 (BFTO) as a function of temperature and pressure using Raman and infrared (IR) spectroscopy. The Raman modes observed show that the low-frequency bands are related to the Bi atoms in A sites. The high-frequency modes are related to the bending and stretching of the (Ti/Fe)O6 octahedra. The analysis of the low-temperature spectra showed that the modes do not present changes in their behavior except for a tendency to degeneration due to thermal agitation. Also, it was possible to observe that the antiferromagnetism is stable and maintained by a spin-phonon interaction. The Raman spectra at high-temperatures showed deviation in relation to the results reported in the literature and an intermediate phase transition around 800 K as evidenced by a soft mode behavior of the mode at 27 cm-1. The Raman spectra as a function of pressure suggest that BFTO undergoes phase transitions around 1.0 GPa, 2.0 GPa, 3.0 GPa, 7.5 GPa and 10.5 GPa.

Este trabalho visou o estudo da resposta óptica não-linear de cristais líquidos liotrópicos nas fases isotrópicas e nemática calamítica e nas vizinhanças das transições de fase nemática calamítica isotrópica e nemática calamítica nemática biaxial. Para este estudo foi utilizada, fundamentalmente, a técnica de varredura Z. Os resultados obtidos indicam que o efeito não-linear em cristais líquidos liotrópicos esta ligado à presença de micelas na mistura e que a anisometria de micela tem influencia na resposta observada. Foi observado ainda que a presença de ferrofluido na mistura, mesmo em pequenas quantidades, causa um grande aumento na absorção óptica da amostra e consequentemente da resposta não-linear. O comportamento do índice de refração não-linear (n IND.2) em função da temperatura nas vizinhanças da transição da fase nemática calamítica para nemática biaxial apresenta um crescimento expressivo de (n IND.2). Nas vizinhanças da transição nemática calamítica para isotrópica esse efeito não foi observado. / This work has been focused on the study of the optical nonlinear response of lyotropic liquid crystals in the isotropic and nematic calamitic phases and in the neighborhood of the nematic calamitic isotropic and nematic calamitic nematic biaxial phase transitions. The basic technique we used is Z-scan. The results obtained indicated that the nonlinear effect in lyotropic liquid crystals is related to the presence of micelles in the mixture and the micelle anisotropy has influence on the observed response. Is has also been observed that the presence of ferrofluid in the mixture, even in small quantities, causes a large raise in the sample optical absorption and consequently in the nonlinear response. The behavior of the nonlinear refractive index (n IND.2) as function of temperature in the neighborhood of the nematic calamitic to nematic biaxial phase transition shows as expressive n IND.2 raise. This behavior has not been observed in the neighborhood of the nematic calamitic to isotropic phase transition.